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

背景技術：

近20年來，隨著經濟、社會的發(fā)展，我國的食物消費結構出現了新的變化，對口糧的需求逐漸減少，對肉、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，草食動物比例低，不僅不能滿足食物結構變化的需求，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致的飼料糧嚴重不足，2009年我國50％的糧食用作飼料，口糧消費僅占糧食產量的35％。農區(qū)產業(yè)結構不合理，優(yōu)質飼草料供應不足，不能滿足草食畜牧業(yè)發(fā)展的需求，難以實現飼草料的產業(yè)化、規(guī)?；a。與發(fā)達國家相比，我國草食畜牧業(yè)存在相當大差距，我國草地牧業(yè)產值僅占農業(yè)總產值10％左右，而一些發(fā)達國家已達50％-80％。

優(yōu)良飼草品種的選育和推廣是實現畜牧業(yè)健康發(fā)展的前提和基礎。當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，但真正的育成品種僅有171個，并且適宜我國西南地區(qū)的品種尤顯不足。當前生產上主推牧草品種的適應性相對較差，主要表現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，表現為一種休眠特性。種子休眠是植物本身適應環(huán)境和延續(xù)生存的一種特性,是種子植物進化的一種穩(wěn)定對策。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抑制劑等,都可導致種子休眠。種子的休眠期長，往往會給農業(yè)生產帶來不利，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業(yè)大學玉米研究所，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審定，具有產量高、品質優(yōu)、抗性強的特點。據四川省農業(yè)科學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，耐冷性較好(10℃左右仍生長較好)；抗病性、抗蟲性好，整個生育期無需防治任何病蟲害。較好栽培情況下，年產鮮草10t/畝以上，2014年在景洪市高產栽培中，最高年產鮮草15.2t/畝。該品種在我國四川、云南、湖南等地引種、實驗、示范中表現良好，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)表現尤其突出。因其植株高大、抗倒性好、豐產性能突出，且適口性好，先后已被樂至縣大自然農牧有限公司、廣元市天一農牧投資有限公司、自貢市農投生態(tài)農業(yè)科技有限公司、勐海益農專業(yè)合作社、西雙版納云博水產養(yǎng)殖開發(fā)有限公司、樂至縣明源家庭農場、湖南湘南生態(tài)牧場、西南農牧科學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硬的琺瑯質總苞，種子形成了一個天然的屏障，阻止了水和氧氣與種子接觸，使其物理休眠作用增強，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的瓶頸。

技術實現要素：

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。

進一步，將所述薏苡種子在雙氧水中浸泡時的溫度最好為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的時間最好為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移至30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10-12天的步驟。

進一步，在經雙氧水中浸泡后將所述薏苡種子轉移至30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)的時間具體可為10天。

更加詳細的，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移至于30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10天，或直接將萌動種子播種于育苗杯中。

以上所述的30℃培養(yǎng)箱中的相對濕度最好控制為80％。

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

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

在本發(fā)明的一個實施例中，所述飼用薏苡具體為大黑山薏苡。

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

本發(fā)明最大的創(chuàng)新點就是利用雙氧水中的溶解氧提供種子發(fā)芽所需的氧氣，同時雙氧水的氧化作用，又可對種子消毒殺菌，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個必須因素是溫度、水分和氧氣，任何一個因素滿足不了都不能發(fā)芽。飼用薏苡種子外有堅硬的琺瑯質總苞，使得種子的透水、透氣性很差，正常條件下，不經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)，是一種強的氧化劑，其o元素處于高價狀態(tài)，能自身發(fā)生氧化還原，一個o變成-2價，另一個變成0價，就是o原子，o原子不穩(wěn)定，能奪去細菌的電子變成穩(wěn)定的-2價o離子，從而使得細菌的蛋白質變性，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攜帶有病菌，若攜帶量太大，就會使得種子霉變，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，外有堅硬的琺瑯質總苞；(b)為用指甲鉗剪掉的琺瑯質總苞；(c)為去掉琺瑯質總苞的薏苡種子。

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。

具體實施方式

下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。

下述實施例中所用的材料、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2017年1月8日；四川農村日報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)價值評定.草業(yè)科學,2017,34(5):1100-1106”，公眾可從申請人處獲得，僅可用于重復本發(fā)明實驗使用。

實施例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，分別設置10℃、12℃、14℃……36℃、38℃、40℃，共計16個溫度梯度。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調查一次發(fā)芽的種子數，至第20d，并計算發(fā)芽率。發(fā)芽箱內相對濕度為80％，每個溫度處理設置3個重復，每個重復500粒種子。

結果如表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)時間的增加，發(fā)芽率表現出了增加的趨勢。在30℃以下時，從10℃開始，隨著溫度的增加，發(fā)芽率表現出了增高的趨勢；在30℃時的發(fā)芽率最高，這可能與溫度增加后，一些種子發(fā)芽相關的酶活性增加有關；當溫度超過30℃時，隨著溫度的增加，發(fā)芽率又表現出下降的趨勢，這可能是溫度太高后，抑制到了相關的酶活性，使得種子活性降低，表現為發(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總苞是影響其發(fā)芽的關鍵因素

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；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總苞對其種子發(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)芽箱內的發(fā)芽濾紙上，每隔2d澆一次水，從第4d開始，每隔2d調查一次發(fā)芽的種子數，至第20d。發(fā)芽箱內相對濕度為80％，30℃下暗培養(yǎng)，并分別于第2d、4d、6d、8d、15d、20調查發(fā)芽的種子數，計算發(fā)芽率。試驗設置3個重復，每個重復500粒種子。

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

表2琺瑯質總苞對飼用薏苡發(fā)芽率的影響^*

三、不同濃度雙氧水對薏苡種子發(fā)芽率的影響

盡管用剪刀人工去掉飼用薏苡的琺瑯質總苞，可很好的提高薏苡的發(fā)芽率，但薏苡的琺瑯質總苞尤其堅硬，去掉總苞的效率特別低，一個熟練工人每小時僅能剪掉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中尚可，但在大規(guī)模的生產實踐中，根本無法應用，為此根據種子發(fā)芽的條件，我們進行了雙氧水對提高飼用薏苡種子試驗。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調查一次發(fā)芽的種子數，計算發(fā)芽率。培養(yǎng)箱內溫度為30℃，相對濕度為80％。每個濃度處理設置3個重復，每個重復500粒種子。

結果如表3所示。從表3的數據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％，而相應的對照(0％雙氧水)分別為0和79.2％，在第6d、第8d時的發(fā)芽率也表現出了類似的趨勢；(2)低濃度的雙氧水可促進飼用薏苡的種子發(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，當雙氧水濃度低于1％時，隨著雙氧水濃度的增加發(fā)芽率呈現出上升的趨勢；當雙氧水濃度高于1％時，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％時的發(fā)芽率分別為2.4％、8.7％、19.9％和21.3％，在1％時的發(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％。雙氧水為強氧化劑，濃度高時種子會有一定的腐蝕作用，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，即表現出了抑制趨勢，這可能與總苞對種子具有保護作用，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)芽速度和達到最大發(fā)芽率所需時間來看，在雙氧水濃度為1.0％時，薏苡的發(fā)芽速度最快(圖2-圖4)。在本試驗條件下，第10d的發(fā)芽率為91.9％

表3雙氧水對飼用薏苡發(fā)芽率的影響