專利名稱：硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硫化氫的新用途，具體涉及硫化氫及其硫化氫供體促進(jìn)低溫冷害下水稻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的新用途。
背景技術(shù)：
雖然全球氣候有變暖趨勢(shì)，但仍然變化無常，時(shí)有冷空氣突襲各地的情況發(fā)生，
這就會(huì)弓I起栽培作物的低溫冷害，其中低溫冷害引起主要糧食作物-水稻的減產(chǎn)是一個(gè)
全球性的問題，全世界有1500萬(wàn)hm2以上的稻作面積受到低溫威脅，占全部稻作面積的1/10，其中24個(gè)國(guó)家存在嚴(yán)重的水稻低溫冷害問題，尤其是日本、韓國(guó)、美國(guó)和中國(guó)。低溫冷害是引起我國(guó)糧食減產(chǎn)的主要因素之一，我國(guó)每年因低溫冷害損失稻谷3(T50億Kg。特別是在我國(guó)南方雙季稻地區(qū)，3月底至4月上旬的倒春寒頻有發(fā)生，連續(xù)低溫陰雨引起的早稻爛種、苗期爛秧是急需解決的問題。由于分布在不同地理區(qū)的不同水稻品種在其不同發(fā)育階段內(nèi)常受到不同程度和不同類型的低溫危害，這就增加了增強(qiáng)水稻抗冷性的難度。通常情況下，水稻在溫度低于12°C時(shí)就會(huì)表現(xiàn)出冷害癥狀，冷害可引起水稻傷害主要是整個(gè)代謝和生理過程的不可逆?zhèn)Γ稍斐赡ね感栽黾?，葉綠素合成受抑制和葉綠體結(jié)構(gòu)破壞，成為低溫降低作物產(chǎn)量的主要因素。在水稻種子萌發(fā)過程中，低溫能明顯抑制相關(guān)酶的活性，進(jìn)而抑制胚的生長(zhǎng)，發(fā)根率降低，妨礙種子的萌發(fā)；同時(shí)，如果在幼苗期受低溫冷害，會(huì)引起體內(nèi)細(xì)胞出現(xiàn)氧化脅迫，同時(shí)冷脅迫下稻和葉片的水分虧缺，增強(qiáng)了低溫對(duì)質(zhì)膜的傷害程度，使得細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性下降，提高了水稻幼苗細(xì)胞電解質(zhì)滲漏率，葉鮮重和葉綠素含量下降，也破壞了細(xì)胞的酶反應(yīng)系統(tǒng)及物質(zhì)平衡，最終表現(xiàn)為幼苗的死苗率和枯尖率顯著增加，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。低溫脅迫下植物種子不能正常、及時(shí)、整齊萌發(fā)的特性給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上帶來了嚴(yán)重的影響，直接后果就是造成缺苗斷壟，植株或幼苗長(zhǎng)勢(shì)不均一、生育期不一致，嚴(yán)重影響田間管理、群體生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量和整整體收益；
同時(shí)，如果水稻在幼苗期遇冷受害，日照良好時(shí)會(huì)出現(xiàn)青枯死苗，連續(xù)陰雨時(shí)會(huì)出現(xiàn)黃枯死苗，也可能產(chǎn)生延遲效應(yīng)，即低溫雖然未直接對(duì)水稻植株或器官造成致死性傷害，但是使水稻植株發(fā)育遲緩，導(dǎo)致抽穗開花延遲，生育期推遲，灌漿不徹底，以致到秋霜來臨時(shí)還不能完全成熟，其最終表現(xiàn)是成熟度差，瘡粒率聞，粒重低，造成減廣。為了克服這些難題，現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了大量研究，例如，采用化學(xué)藥物和植物激素增強(qiáng)抗冷性，化學(xué)藥物如用0.1%的海藻糖、高效唑、多效唑、S-3307烯效唑或DA-6溶液將水稻種子進(jìn)行播前浸泡預(yù)處理，其目的是預(yù)先提高種子抗逆性，以適應(yīng)接下來的可能出現(xiàn)的低溫脅迫下的生長(zhǎng)環(huán)境。植物激素與植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(如表油菜素內(nèi)酯、殼寡糖)等也被應(yīng)用到種子播前預(yù)處理，以提高低溫脅迫下植物種子的萌發(fā)率；同時(shí)在幼苗期噴施防寒藥劑，如CR-4抗寒劑、CR-9抗寒劑等。然而，通常使 用的方法是采用幾種化合物以特定的質(zhì)量體積比配合施用，并且這些混合物的配方大多針對(duì)一種或少數(shù)幾種植物的某個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段才有明顯效果，從而限制了其廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種廣譜的、效果優(yōu)越的抗低溫冷害的水稻促芽保苗劑，本發(fā)明經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)篩選，提供硫化氫及其硫化氫供體促進(jìn)低溫冷害下水稻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的新用途。技術(shù)方案:本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中應(yīng)用。作為優(yōu)選方案，以上所述的硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中應(yīng)用，所述的硫化氫的供體是硫氫化鈉、硫氫化鉀等。作為更優(yōu)選方案，以上所述的硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中應(yīng)用，所述的供體硫氫化鈉、硫氫化鉀的濃度為0.2-0.4mmol/Lo作為優(yōu)選方案，以上所述的硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中應(yīng)用，具體處理方式為將水稻種子在濃度0.2-0.4mmol/L硫氫化鈉、硫氫化鉀水溶液中于室溫條件下預(yù)處理12-24小時(shí)。本發(fā)明根據(jù)水稻種子的萌發(fā)特性、生理代謝、幼苗期生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)，經(jīng)過廣泛的篩選和系統(tǒng)的條件試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明將硫氫化鈉、硫氫化鉀配制成0.2-0.4mmol/L濃度的水溶液預(yù)處理水稻種子后，可以明顯提高其對(duì)低溫脅迫的抗性，提高種子萌發(fā)率，以及幼苗期遭受冷害時(shí)，并且澆灌0.2-0.4mmol/L濃度的硫氫化鈉、硫氫化鉀水溶液，能夠明顯提高水稻抗冷能力，促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育。實(shí)驗(yàn)研究表明，如果水稻在幼苗期突然遭受低溫，澆灌0.2-0.4mmol/L濃度的硫氫化鈉水溶液能夠促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)發(fā)育，增加株高根長(zhǎng)，同時(shí)提高葉綠素含量和光化學(xué)反應(yīng)效率，緩解冷害對(duì)幼苗生長(zhǎng)的脅迫，起到保苗促生長(zhǎng)的作用。本發(fā)明提供的硫氫化鈉水溶液可廣泛應(yīng)用于易遭受低溫突然襲擊水稻生產(chǎn)地，進(jìn)行應(yīng)急抗冷處理。

本發(fā)明提供的硫化氫(H2S)供體硫氫化鈉(NaHS)或硫氫化鉀單體溶于水配制而成，硫氫化鈉、硫氫化鉀是通過在水中緩慢釋放mH2S/HS，行使其促進(jìn)抗冷促芽保苗促生長(zhǎng)功能的。有益效果:本發(fā)明提供的硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明根據(jù)水稻種子的萌發(fā)特性、生理代謝、幼苗期生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)篩選和系統(tǒng)的條件試驗(yàn)，提供硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用本硫化氫供體硫氫化鈉預(yù)處理水稻種子，能誘導(dǎo)種子中淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等水解酶的活性表達(dá)，促進(jìn)貯藏物質(zhì)的氧化分解，緩解種子和幼苗內(nèi)部低溫脅迫引起的氧化損傷，維持種子與幼苗內(nèi)較低的膜脂過氧化水平，有利于胚芽和胚根的正常生長(zhǎng)，以及幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育。本發(fā)明的提供的處理方法能夠有效提高水稻種子在受到低溫環(huán)境中的發(fā)芽勢(shì)，誘導(dǎo)種子快速、整齊的萌發(fā)，并提高發(fā)芽率，可解決低溫突襲時(shí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵的問題，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用范圍廣泛。


圖1是一葉一心期的水稻經(jīng)處理在低溫培養(yǎng)6天后植株的株高和根長(zhǎng)的對(duì)比圖。
圖2是一葉一心期的水稻經(jīng)處理在低溫培養(yǎng)6天后植株的生物量的對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。實(shí)施例1硫氫化鈉促進(jìn)低溫環(huán)境中水稻種子的萌發(fā)實(shí)驗(yàn)
稱取一水硫氫化鈉(NaHS.Η20)加水配制成0.4 mmol/L濃度的硫氫化鈉水溶液。實(shí)驗(yàn)組:將水稻種子在室溫條 件下，于濃度為0.4 mmol/L的硫氫化鈉(NaHS)水溶液預(yù)處理(浸泡，下同)12-24小時(shí)，平行設(shè)定3組；同時(shí)設(shè)立對(duì)照組:即水稻種子在室溫條件下，于不添加硫氫化鈉(NaHS)的溶劑水溶液預(yù)處理(浸泡，下同)12-24小時(shí)。然后分別將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的種子撈出，分別播種于10°C低溫條件下。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在播種48小時(shí)后，實(shí)驗(yàn)組即經(jīng)過0.4 mmol/L的硫氫化鈉(NaHS)水溶液預(yù)處理的水稻種子發(fā)芽率比對(duì)照組水稻種子發(fā)芽率提高33% 41%。實(shí)施例2硫氫化鈉促進(jìn)低溫冷害環(huán)境中水稻幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的實(shí)驗(yàn)
1、實(shí)驗(yàn)方法:稱取一水硫氫化鈉(NaHS.H2O)加水配制0.4mmol/L濃度水溶液。實(shí)驗(yàn)組:將處于一葉一心期的水稻幼苗移入15°C低溫環(huán)境中，澆灌濃度為0.4mmol/L的硫氫化鈉(NaHS)水溶液，每隔24小時(shí)澆灌一次，處理6次后取樣記錄，平行設(shè)定3組。同時(shí)設(shè)定對(duì)照組:將處于一葉一心期的水稻幼苗移入15°C低溫環(huán)境中，只澆灌水，每隔24小時(shí)澆灌一次，處理6次后取樣記錄。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如圖1和圖2所示，0.4mmol/L的NaHS水溶液可以明顯緩解低溫對(duì)水稻幼苗的脅迫；經(jīng)測(cè)定表明實(shí)驗(yàn)組的幼苗的株高和根長(zhǎng)分別比低溫對(duì)照組的株高和根長(zhǎng)提高12%和22%。實(shí)驗(yàn)組的幼苗的地上部分和地下部分生物量比低溫對(duì)照組的株高和根長(zhǎng)分別提高11%和288%。顯示出了很好的抗水稻低溫冷害的作用。實(shí)施例3硫氫化鈉促進(jìn)低溫冷害環(huán)境中水稻幼苗葉片蛋白質(zhì)表達(dá)的實(shí)驗(yàn)
1、實(shí)驗(yàn)方法:稱取一水硫氫化鈉(NaHS.H2O)加水配制0.4mmol/L濃度水溶液。實(shí)驗(yàn)組:將處于一葉一心期的水稻幼苗移入15°C低溫環(huán)境中，澆灌濃度為0.4mmol/L的硫氫化鈉(NaHS)水溶液，每隔24小時(shí)澆灌一次，平行設(shè)定3組。同時(shí)設(shè)定對(duì)照組:將處于一葉一心期的水稻幼苗移入15°C低溫環(huán)境中，只澆灌水，每隔24小時(shí)澆灌一次，處理48小時(shí)后取幼苗葉片提取蛋白質(zhì)，測(cè)定蛋白質(zhì)在各實(shí)驗(yàn)組中的表達(dá)量。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表I所示:
表I低溫冷害環(huán)境中水稻幼苗葉片蛋白質(zhì)表達(dá)情況
權(quán)利要求
1.硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中應(yīng)用，其特征在于，所述的硫化氫的供體是硫氫化鈉或硫氫化鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中應(yīng)用，其特征在于，所述的供體硫氫化鈉或硫氫化鉀的濃度為0.2-0.4mmol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中應(yīng)用，其特征在于，具體處理方式為將水稻種子在濃度0.2-0.4mmol/L硫氫化鈉或硫氫化鉀水溶液中于室溫條 件下預(yù)處理12-24小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了硫化氫及其硫化氫供體在制備誘導(dǎo)水稻種子抗冷促芽劑中的應(yīng)用。本發(fā)明經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)篩選，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硫化氫及其硫化氫供體能夠有效提高水稻種子在受到低溫環(huán)境中的發(fā)芽勢(shì)，誘導(dǎo)種子快速、整齊的萌發(fā)，并提高發(fā)芽率，并能促進(jìn)幼苗在低溫下的生長(zhǎng)發(fā)育，提高抗冷害作用。本發(fā)明可解決低溫突襲時(shí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵問題，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)A01N59/02GK103141511SQ201310030509
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者楊立明, 羅玉明, 蔣功成, 徐慧芳, 陳楨雨, 孟丹 申請(qǐng)人:淮陰師范學(xué)院