本發(fā)明屬于植物領(lǐng)域，涉及一種提高飼用薏苡種子發(fā)芽速率的方法。

背景技術(shù)：

近20年來，隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，我國的食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了新的變化，對(duì)口糧的需求逐漸減少，對(duì)肉、蛋、奶的需求不斷增加，這無疑需要更多的飼草料支持畜牧業(yè)的快速發(fā)展。我國南方農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展長期采用高耗糧和收獲籽粒后的秸桿飼養(yǎng)牲畜，目前仍以耗糧型生豬為主，草食動(dòng)物比例低，不僅不能滿足食物結(jié)構(gòu)變化的需求，而且飼料用量消耗巨大，這種人畜共糧的畜牧方式也加重了“糧食安全”問題。事實(shí)上，我國“糧食安全”承受的壓力，已不僅僅是食用糧短缺，而是長期以來人畜共糧導(dǎo)致的飼料糧嚴(yán)重不足，2009年我國50％的糧食用作飼料，口糧消費(fèi)僅占糧食產(chǎn)量的35％。農(nóng)區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，優(yōu)質(zhì)飼草料供應(yīng)不足，不能滿足草食畜牧業(yè)發(fā)展的需求，難以實(shí)現(xiàn)飼草料的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)。與發(fā)達(dá)國家相比，我國草食畜牧業(yè)存在相當(dāng)大差距，我國草地牧業(yè)產(chǎn)值僅占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值10％左右，而一些發(fā)達(dá)國家已達(dá)50％-80％。

優(yōu)良飼草品種的選育和推廣是實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)健康發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。當(dāng)前我國的飼草突破性新品種缺乏，不能滿足種草養(yǎng)畜發(fā)展需要。以牧草品種為例，至2012年底全國已審定各類牧草品種453個(gè)，但真正的育成品種僅有171個(gè)，并且適宜我國西南地區(qū)的品種尤顯不足。當(dāng)前生產(chǎn)上主推牧草品種的適應(yīng)性相對(duì)較差，主要表現(xiàn)為耐熱性或耐寒性不夠，限制了品種在生長季節(jié)間的銜接。

植物種子發(fā)芽所必需的3個(gè)最基本條件是溫度、水分和氧氣。一般成熟的植物種子只要滿足上述條件，即可發(fā)芽，但有一部分植物種類成熟、飽滿的種子，在適宜的溫度、水分和氧氣條件下，仍很難發(fā)芽或發(fā)芽十分緩慢，表現(xiàn)為一種休眠特性。種子休眠是植物本身適應(yīng)環(huán)境和延續(xù)生存的一種特性,是種子植物進(jìn)化的一種穩(wěn)定對(duì)策。種殼障礙、胚形態(tài)發(fā)育不完全和生理后熟以及種子中含有的化學(xué)抑制劑等,都可導(dǎo)致種子休眠。種子的休眠期長，往往會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不利，使得發(fā)芽率低、出苗期長、苗大小不一致等。

大黑山薏苡為四川農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究所，從野生薏苡中選育的飼用型薏苡，于2016年12月通過四川省草品種審定委員會(huì)審定，具有產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、抗性強(qiáng)的特點(diǎn)。據(jù)四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測試中心測定，開花前全株粗蛋白10.7％、淀粉13.5％、總糖7.7％、酸性洗滌纖維27.9％、中性洗滌纖維48.4％。供草期長，耐濕性強(qiáng)，耐冷性較好(10℃左右仍生長較好)；抗病性、抗蟲性好，整個(gè)生育期無需防治任何病蟲害。較好栽培情況下，年產(chǎn)鮮草10t/畝以上，2014年在景洪市高產(chǎn)栽培中，最高年產(chǎn)鮮草15.2t/畝。該品種在我國四川、云南、湖南等地引種、實(shí)驗(yàn)、示范中表現(xiàn)良好，其中，在四川的樂至縣、榮縣、廣元市、雅安市；云南的勐?？h、景洪市和湖南的懷化市、株洲等地區(qū)表現(xiàn)尤其突出。因其植株高大、抗倒性好、豐產(chǎn)性能突出，且適口性好，先后已被樂至縣大自然農(nóng)牧有限公司、廣元市天一農(nóng)牧投資有限公司、自貢市農(nóng)投生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司、勐海益農(nóng)專業(yè)合作社、西雙版納云博水產(chǎn)養(yǎng)殖開發(fā)有限公司、樂至縣明源家庭農(nóng)場、湖南湘南生態(tài)牧場、西南農(nóng)牧科學(xué)院等單位引種或大面積示范，用來養(yǎng)殖奶牛、山羊、草魚、獺兔、豚鼠等。

然而，由于大黑山薏苡種子外有厚且堅(jiān)硬的琺瑯質(zhì)總苞，種子形成了一個(gè)天然的屏障，阻止了水和氧氣與種子接觸，使其物理休眠作用增強(qiáng)，這一特性非常有利于薏苡種子抵御不良環(huán)境和病蟲害的侵襲，但另一方面也使得其出苗期長，出苗不齊，種子不經(jīng)任何處理情況下，從播種至出苗持續(xù)到45天之久。飼用薏苡發(fā)芽率低，休眠期長的問題，成了制約飼用薏規(guī)?；a(chǎn)的瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種提高飼用薏苡種子發(fā)芽速率的方法。

本發(fā)明所提供的提高飼用薏苡種子發(fā)芽率的方法，可包括如下步驟：將成熟飽滿的飼用薏苡種子，于28-30℃下，在體積百分含量為0.75-1％的雙氧水中浸泡2-3天。

進(jìn)一步，將所述薏苡種子在雙氧水中浸泡時(shí)的溫度最好為30℃。用于浸泡所述薏苡種子的雙氧水最好為體積百分含量為1％的雙氧水。將所述薏苡種子在雙氧水中浸泡時(shí)的時(shí)間最好為3天。

在所述方法中，在將所述薏苡種子在雙氧水中浸泡后還包括將所述薏苡種子轉(zhuǎn)移至30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10-12天的步驟。

進(jìn)一步，在經(jīng)雙氧水中浸泡后將所述薏苡種子轉(zhuǎn)移至30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)的時(shí)間具體可為10天。

更加詳細(xì)的，本發(fā)明所提供的提高飼用薏苡種子發(fā)芽率方法，具體可包括如下步驟：

(1)將1kg的飼用薏苡種子，放于長、寬、高為45cm×30cm×15cm的塑料盆中；

(2)向所述塑料盆中倒入1.5l體積百分含量為1％的雙氧水，以液面淹過種子5cm為宜；

(3)將所述塑料盆至于恒溫培養(yǎng)箱中于30℃下培養(yǎng)3天，第1天后，將液面上的穎殼等漂浮物清理掉；

(4)第4天將所述飼用薏苡種子轉(zhuǎn)移至于30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10天，或直接將萌動(dòng)種子播種于育苗杯中。

以上所述的30℃培養(yǎng)箱中的相對(duì)濕度最好控制為80％。

將所述薏苡種子轉(zhuǎn)移至30℃培養(yǎng)箱中所進(jìn)行的培養(yǎng)為暗培養(yǎng)。

將所述薏苡種子轉(zhuǎn)移至30℃培養(yǎng)箱中所進(jìn)行的培養(yǎng)時(shí)還包括每隔2天給所述薏苡種子澆一次水的步驟

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述飼用薏苡具體為大黑山薏苡。

本發(fā)明的試驗(yàn)證明，由本方法進(jìn)行飼用薏苡種子發(fā)芽，具有速度快、成本低、易操作的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明最大的創(chuàng)新點(diǎn)就是利用雙氧水中的溶解氧提供種子發(fā)芽所需的氧氣，同時(shí)雙氧水的氧化作用，又可對(duì)種子消毒殺菌，提高種子活力。具體如下：

1、雙氧水溶解氧利用方式的創(chuàng)新

種子發(fā)芽的3個(gè)必須因素是溫度、水分和氧氣，任何一個(gè)因素滿足不了都不能發(fā)芽。飼用薏苡種子外有堅(jiān)硬的琺瑯質(zhì)總苞，使得種子的透水、透氣性很差，正常條件下，不經(jīng)過處理的飼用薏苡種子發(fā)芽率很低，大田條件下，播種后7d的發(fā)芽率尚不到5％。由于雙氧水里面含有大量的可溶性氧，將種子浸泡在雙氧水中，就可提供種子發(fā)芽所必需的氧氣，滿足了種子發(fā)芽的條件。

2、雙氧水氧化作用利用的創(chuàng)新

雙氧水又名過氧化氫(h2o2)，是一種強(qiáng)的氧化劑，其o元素處于高價(jià)狀態(tài)，能自身發(fā)生氧化還原，一個(gè)o變成-2價(jià)，另一個(gè)變成0價(jià)，就是o原子，o原子不穩(wěn)定，能奪去細(xì)菌的電子變成穩(wěn)定的-2價(jià)o離子，從而使得細(xì)菌的蛋白質(zhì)變性，起到殺菌消毒的作用。一般情況下，飼用薏苡的種子表面都會(huì)攜帶有病菌，若攜帶量太大，就會(huì)使得種子霉變，而失去發(fā)芽能力。雙氧水的殺菌作用，可殺死種子表面的有害細(xì)菌，提高了種子的活力。

附圖說明

圖1為大黑山薏苡的種子。(a)為成熟后，收獲的飼用薏苡種子，外有堅(jiān)硬的琺瑯質(zhì)總苞；(b)為用指甲鉗剪掉的琺瑯質(zhì)總苞；(c)為去掉琺瑯質(zhì)總苞的薏苡種子。

圖2為大黑山飼用薏苡種子的發(fā)芽。將大黑山飼用薏苡種子于1％雙氧水中，30℃下浸泡3d，將種子至于30℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)，圖為培養(yǎng)6d的情況。

圖3為大黑山飼用薏苡種子的發(fā)芽。將大黑山飼用薏苡種子于1％雙氧水中，30℃下浸泡3d，將種子種植于育苗盤中，圖為種植第4d后的出苗情況。

圖4為大黑山飼用薏苡的育苗。a為將大黑山飼用薏苡種子于1％雙氧水中，30℃下浸泡3d，將萌動(dòng)種子種植于10cm×10cm育苗杯中，上面覆土1cm。b為將大黑山飼用薏苡種子于1％雙氧水中，30℃下浸泡3d，種植于10cm×10cm育苗杯中，圖為種植第6d后的生長情況。c為將大黑山飼用薏苡種子于1％雙氧水中，30℃下浸泡3d，種植于10cm×10cm育苗杯中，圖為種植第14d后的生長情況。d為將大黑山飼用薏苡種子于1％雙氧水中，30℃下浸泡3d，種植于10cm×10cm育苗杯中，圖為種植第20d后的生長情況。

具體實(shí)施方式

下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。

下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。

大黑山薏苡：記載于“中國畜牧獸醫(yī)報(bào)2017年1月8日；四川農(nóng)村日?qǐng)?bào)2017年1月12日；魯院院,田剛,余冰等.曬干大黑山薏苡全株在生長肉兔上的營養(yǎng)價(jià)值評(píng)定.草業(yè)科學(xué),2017,34(5):1100-1106”，公眾可從申請(qǐng)人處獲得，僅可用于重復(fù)本發(fā)明實(shí)驗(yàn)使用。

實(shí)施例1、提高飼用薏苡種子發(fā)芽速率的方法優(yōu)化

一、溫度對(duì)飼用薏苡種子發(fā)芽的影響

不同物種發(fā)芽所需的最適溫度不同，如小麥發(fā)芽的最適溫度為18℃左右，而水稻種子發(fā)芽的最適溫度為25℃左右，高于或低于種子的最適發(fā)芽溫度，萌發(fā)都受影響。由于薏苡起源于我國西南及東南亞等亞熱帶地區(qū)，其最適的發(fā)芽溫度必然不同于其他作物。為此，我們測定了飼用薏苡種子在不同溫度下的發(fā)芽率。具體操作如下：將大黑山薏苡種子(圖1中(a))放于發(fā)芽箱內(nèi)，分別設(shè)置10℃、12℃、14℃……36℃、38℃、40℃，共計(jì)16個(gè)溫度梯度。將種子至于發(fā)芽濾紙上，每隔2d澆一次水，從第4d開始，每隔2d調(diào)查一次發(fā)芽的種子數(shù)，至第20d，并計(jì)算發(fā)芽率。發(fā)芽箱內(nèi)相對(duì)濕度為80％，每個(gè)溫度處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)500粒種子。

結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，從第4d開始，薏苡種子才開始發(fā)芽，隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加，發(fā)芽率表現(xiàn)出了增加的趨勢(shì)。在30℃以下時(shí)，從10℃開始，隨著溫度的增加，發(fā)芽率表現(xiàn)出了增高的趨勢(shì)；在30℃時(shí)的發(fā)芽率最高，這可能與溫度增加后，一些種子發(fā)芽相關(guān)的酶活性增加有關(guān)；當(dāng)溫度超過30℃時(shí)，隨著溫度的增加，發(fā)芽率又表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，這可能是溫度太高后，抑制到了相關(guān)的酶活性，使得種子活性降低，表現(xiàn)為發(fā)芽率降低。因此，在后續(xù)的研究中，我們采用30℃作為飼用薏苡的最佳發(fā)芽溫度。但總的來看，飼用薏苡的發(fā)芽率很低，在30℃條件下第20d的發(fā)芽率僅為38.7％，還需找到一種快速提高飼用薏苡發(fā)芽的方法。

表1飼用薏苡種子在不同溫度下的發(fā)芽率

二、飼用薏苡種子致密的琺瑯質(zhì)總苞是影響其發(fā)芽的關(guān)鍵因素

成熟種子不發(fā)芽的原因大致可歸為兩大類，第一類是內(nèi)源因素即胚本身的因素，包括胚的形態(tài)發(fā)育未完成，生理上未成熟缺少必須的激素或存在抑制萌發(fā)的物質(zhì)；第二類是外源因素即胚以外的各種組織即種殼、種皮、果皮或胚乳等的限制，包括種殼的機(jī)械阻礙、不透水性、不透氣性以及種殼中存在抑制萌發(fā)的物質(zhì)等。為探明飼用薏苡種子發(fā)芽率低的原因，我們測定了薏苡琺瑯質(zhì)總苞對(duì)其種子發(fā)芽的影響。具體操作如下：用指甲鉗將大黑山薏苡種子外部致密的琺瑯質(zhì)總苞剪掉(圖1中(c))，注意不要傷到種胚。分別將去總苞種子和帶總苞種子置于發(fā)芽箱內(nèi)的發(fā)芽濾紙上，每隔2d澆一次水，從第4d開始，每隔2d調(diào)查一次發(fā)芽的種子數(shù)，至第20d。發(fā)芽箱內(nèi)相對(duì)濕度為80％，30℃下暗培養(yǎng)，并分別于第2d、4d、6d、8d、15d、20調(diào)查發(fā)芽的種子數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率。試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)500粒種子。

結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，去掉薏苡種子琺瑯質(zhì)總苞后，在第4d天的發(fā)芽率即達(dá)78.4％，而帶總苞種子尚未發(fā)芽；在第8d時(shí)，無琺瑯質(zhì)總苞種子的發(fā)芽率達(dá)到92.2％，而帶總苞種子僅為10.7％。此后隨著時(shí)間的推遲，無琺瑯質(zhì)總苞種子的發(fā)芽率不再增加，說明有活性的種子已全部發(fā)芽；而帶琺瑯質(zhì)總苞種子的發(fā)芽率還表現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，說明有活性種子尚未全部發(fā)芽。此實(shí)驗(yàn)表明，飼用薏苡致密的琺瑯質(zhì)總苞透水、透氣性差，是限制其發(fā)芽的關(guān)鍵性因素，去掉琺瑯質(zhì)總苞是提高飼用薏苡發(fā)芽的方法。

表2琺瑯質(zhì)總苞對(duì)飼用薏苡發(fā)芽率的影響^*

三、不同濃度雙氧水對(duì)薏苡種子發(fā)芽率的影響

盡管用剪刀人工去掉飼用薏苡的琺瑯質(zhì)總苞，可很好的提高薏苡的發(fā)芽率，但薏苡的琺瑯質(zhì)總苞尤其堅(jiān)硬，去掉總苞的效率特別低，一個(gè)熟練工人每小時(shí)僅能剪掉40粒左右。人工去掉總苞提高發(fā)芽率的方法，在一般不太考慮成本的試驗(yàn)中尚可，但在大規(guī)模的生產(chǎn)實(shí)踐中，根本無法應(yīng)用，為此根據(jù)種子發(fā)芽的條件，我們進(jìn)行了雙氧水對(duì)提高飼用薏苡種子試驗(yàn)。具體操作如下：將大黑山薏苡種子30℃條件下，分別于濃度為0％、0.25％、0.50％、0.75％、1.0％、1.25％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％和4.0％(％表示體積百分含量)的雙氧水中浸泡3d，取出后至于培養(yǎng)箱中，在發(fā)芽濾紙上培養(yǎng)20d，每隔2d澆一次水，并從第4d開始，每隔2d調(diào)查一次發(fā)芽的種子數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率。培養(yǎng)箱內(nèi)溫度為30℃，相對(duì)濕度為80％。每個(gè)濃度處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)500粒種子。

結(jié)果如表3所示。從表3的數(shù)據(jù)中可以得出以下幾方面的規(guī)律：(1)雙氧水極大地提高了飼用薏苡種子的發(fā)芽速度。以0.50％的雙氧水濃度為例，在第4d時(shí)帶總苞種子的發(fā)芽率為11.6％，不帶總苞種子的發(fā)芽率為81.2％，而相應(yīng)的對(duì)照(0％雙氧水)分別為0和79.2％，在第6d、第8d時(shí)的發(fā)芽率也表現(xiàn)出了類似的趨勢(shì)；(2)低濃度的雙氧水可促進(jìn)飼用薏苡的種子發(fā)芽，高濃度的雙氧水反而不利于種子的發(fā)芽。以帶總苞種子第6d的發(fā)芽率為例，當(dāng)雙氧水濃度低于1％時(shí)，隨著雙氧水濃度的增加發(fā)芽率呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)；當(dāng)雙氧水濃度高于1％時(shí)，隨著雙氧水濃度的增加發(fā)芽率降低。在0％、0.25％、0.50％和0.75％時(shí)的發(fā)芽率分別為2.4％、8.7％、19.9％和21.3％，在1％時(shí)的發(fā)芽率最高為32.1％，雙氧水濃度為1.25％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％和4.0％時(shí)的發(fā)芽率分別為30.1％、20.3％、19.3％、18.2％、17.4％、16.2％和13.4％。雙氧水為強(qiáng)氧化劑，濃度高時(shí)種子會(huì)有一定的腐蝕作用，從而影響到薏苡種子的發(fā)芽率。這種抑制作用，尤以去總苞種子明顯。如去總苞種子第4d在0％、0.25％、0.50％、0.75％、1.0％雙氧水濃度下的發(fā)芽率分別為79.2％、83.2％、81.2％、80.2％、和77.5％，在雙氧水濃度為0.50％時(shí)，即表現(xiàn)出了抑制趨勢(shì)，這可能與總苞對(duì)種子具有保護(hù)作用，去總苞種子直接暴露在雙氧水中，使得種子易受到雙氧水的腐蝕；(3)飼用薏苡種子的最佳發(fā)芽條件為1.0％雙氧水浸泡10d。從發(fā)芽速度和達(dá)到最大發(fā)芽率所需時(shí)間來看，在雙氧水濃度為1.0％時(shí)，薏苡的發(fā)芽速度最快(圖2-圖4)。在本試驗(yàn)條件下，第10d的發(fā)芽率為91.9％

表3雙氧水對(duì)飼用薏苡發(fā)芽率的影響