邻烯丙基苯酚处理玉米种子初探

邻烯丙基苯酚处理玉米种子初探

摘要玉米是重要的禾谷类食物之一，我国的玉米种植面积和产量居世界第二。玉米种子的发芽率以及活力的下降，可以导致严重的经济损失，因此如何改善和提高玉米种子的萌发率和活力一直是农业种子学方面研究的重要内容和热点之一。邻烯丙基苯酚是一种有机化合物，常作为新型农用杀菌剂，对苹果腐烂病、苹果干腐病、苹果轮纹病、玉米小叶斑病等具有明显的防治作用。种子处理是进行播种之前必须进行的一项工作，基于邻烯丙基苯酚的特殊功效，笔者以玉米的种子处理为例，利用滤纸测定和平皿测定试验的方式，通过玉米种子经处理后发芽率以及带菌率的改善情况，说明如何运用邻烯丙基苯酚正确处理玉米种子，为日后玉米以及其他农作物种子的处理提供了一定的理论和实践依据。纵观我国广大研究工作者对于该课题的研究记录较少，本文在研究内容和方法上也有一定的创新之处，因此该课题具有很强的经济价值和实践意义。关键词：玉米种子邻烯丙基苯酚种子处理实验

目录1绪论 绪论1.1研究背景玉米种子的发芽率以及活力的下降，可以导致严重的经济损失，邻烯丙基苯酚是一种有机化合物，是一种新型农用杀菌剂，对苹果腐烂病、苹果干腐病、苹果轮纹病、玉米小叶斑病等具有明显的防治作用[1]。种子近些年来，食品安全问题受到很大关注，食品安全与人们的生活息息相关，食品安全是指食品无毒、无害，符合应当有的营养要求，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。由于我国的蔬菜栽培面积广，种类繁多，土传和种传病害的发生和危害是生产中的重要问题之一；尤其是一些老菜区，由于重茬严重，土传病害发生尤为严重。因此从根源上解决病害的发生尤为重要。玉米是世界三大粮食作物之一，是高产作物，又是营养丰富的饲料作物，在世界各类作物中，玉米种植总面积和总产量，仅次于小麦、水稻而居第三，单位面积产量居世界谷类作物之首。在我国南方和北方均有大范围种植，其面积常年保持在2000多万km2。我国改革开放以来随着畜牧业的大发展，人民生活水平的提高，玉米工业的发展，玉米已成为粮食、饲料、工业原料和出口商品的多用途作物。我国的玉米消费在80年代口粮比例占38%，消费玉米2588万吨，饲料用玉米占48%（工业饲料和传统饲料），消耗玉米3269万吨，出口占11%，出口玉米749万吨，工业原料和食品加工占3%，耗用玉米205万吨左右。进入90年代，人们直接消费的玉米比重在下降，全国口粮消费玉米大约占玉米总产量的19%，消费玉米量约为1870万吨。玉米作为饲料消费在我国有两种情况：一是加工生产成配合饲料，我国近年配合饲料产量约4800万吨，按60%比率折算，年消耗玉米2880万吨；二是传统的把玉米直接用于饲料的消费。在解决世界粮食生产问题中，提高发展中国家的玉米产量，玉米种子处理技术是有效的途径之一[1]。1.2研究现状邻烯丙基苯酚是由莱阳农学院，即现在的青岛农业大学的团队成功研发的一种仿生合成杀菌剂，在田间喷雾可有效防治小麦纹枯病、番茄灰霉病、苹果腐烂病等多种作物病害，但在种子处理防治土传和种传病害方面文献报道较少。以苯酚为原料，邻烯丙基苯酚的合成方法有两种:①在催化剂作用下,通过傅-克反应,在酚羟基邻位直接引入烯丙基②经酚羟基的O-烷化、Claisen重排,合成[2]。中国农大的一项研究效果表明，一定浓度的邻烯丙基苯酚处理黄瓜的种子，可以显著提高黄瓜种子的萌发率，同时还可明显降低黄瓜种子的带菌率后。不仅证明了邻烯丙基苯酚对黄瓜种子发芽的安全性，并对种子带菌具有良好的消毒处理效果。目前邻烯丙基苯酚已经开发出悬浮剂等剂型,田间药效试验和示范表明其对多种作物病害防效显著。PEG、6-BA浸种处理可以改善玉米种子活力。浓度5%、2%豚草溶液对玉米种子的萌发有促进作用，且最佳浓度为5%，而浓度0.5%、1%的豚草汁和豚草原汁对玉米种子的发芽率有抑制作用[3]。适量的锌处理显著提高了玉米种子的发芽势、活力指数和单株幼苗干重。赤霉素可以明显促进种子吸水和加快种子萌发,促进玉米种子根的生长Ca2+则表现出延缓种子吸水和萌动，玉米芽的生长有显著的促进作用[4]。邻烯丙基苯酚影响灰霉菌的呼吸作用，在高浓度下可抑制细胞呼吸可抑制番茄灰霉病菌分生孢子的产生、促进灰霉病菌菌核的形成及苹果腐烂病菌子囊壳的形成。邻烯丙基苯酚具有在小麦植株体内向顶和向基传导和分布的特性。1.3研究目的本文的研究目标是在基于邻烯丙基苯酚特殊效用的基础上，利用不同浓度的邻烯丙基苯酚以及95%的邻烯丙基苯酚原药和清水作为对照[5]，处理玉米种子，采用滤纸法检测玉米种子的发芽率，平皿法检测玉米种子的带菌率，通过这两种检测结果分析邻烯丙基苯酚对玉米种子处理的安全性和其它积极作用，就如何运用邻烯丙基苯酚处理玉米种子进行研究总结和分析，也为邻烯丙基苯酚对其它作物种子的处理奠定了一定的理论基础。1.4研究意义粮食是人类赖以生存的最基本的需求之一。一个国家的粮食问题是关系到国计民生的头等大事。农业也是国民经济发展的基础，粮食是基础中的基础，因此粮食生产是关系到一个国家生存与发展的永恒主题[6]。建国以来我国的粮食产量多次出现了波动，这不仅制约了国民经济的发展，而且给粮食生产者和消费者都带来了极为不利的影响。中国的粮食产量的波动对粮食价格的影响重大，意义深远。中国每年人口大量增加，而农业耕地面积却在不断减少。据预测，到2030年，中国人口将增加至16亿，由于耕地面积减少，粮食不够吃，必然会到国际市场去购买粮食，会引起粮价上涨，造成粮食恐慌，引起世界性的粮食危机[7]。玉米种子的处理是保证玉米产量的第一步，措施得当可以防治病害，抗逆，保证玉米的总产量。从理论意义方面看，本文的研究对于丰富和完善邻烯丙基苯酚对玉米种子处理的文献具有重要的理论意义，纵观我国学者对于该问题的研究是比较少的，缺少对邻烯丙基苯酚种子处理的研究。同时，本文的研究实现了农学专业理论与邻烯丙基苯酚处理玉米种子实际的结合；从现实意义方面看，一方面对于邻烯丙基苯酚如何对玉米种子进行处理具有重要的现实意义；另一方面，对于探析邻烯丙基苯酚对玉米种子处理的效果以及更好地发挥其积极作用具有同样的现实意义。事实上，邻烯丙基苯酚之所以可以用于种子的处理，主要是因为邻烯丙基苯酚所具有的广谱、内吸性以及顶向基本传导等特征，尤其适用于无公害生产的需求，因此在作物和蔬菜生产中具有广阔的前景。因此该研究对玉米种子的处理以及邻烯丙基苯酚的作用都有理论上的补充。本文研究中采用的方法简单，原材料价格低廉，因此具有很强的现实指导意义和经济价值[8]。2邻烯丙基苯酚处理玉米种子的实验方法种子处理是指作物或者林木的种子在播种前使用物理、化学或者生物等方法进行处理的总称[9]。通常包括晒种、浸种、拌种、制包衣剂等类别，每种类别又有不同的操作方法[10]。检测种子发芽率的方法主要有四唑盐染色法、滤纸法和纱布法等，这几种方法都可以快速地检测玉米种子的发芽率[11]。四唑盐染色法的实验原理是种子在发芽过程中，四唑盐可以与有活力的，能够正常生长发育的部分反应，发生反应的部分会被染成红色。并且染色程度与种子的活力程度呈正相关[12]。滤纸法和纱布法则是将种子放于湿润的滤纸或者纱布上，置于适宜温度的培养箱中培养。种子带菌率检测可以分为种子表面带菌率和种子内部带菌率的检测[13]。表面带菌率的检测是将种子放于PDA培养基中黑暗条件下培养观察[14]。内部带菌率检测是将种子放于PDA培养基中光照、黑暗交替培养，观察，分离，鉴定等，均可称为平皿法[15]。综合考虑本实验的实验目的和具体操作的难易程度，本文中采用滤纸法检测玉米种子的发芽率，利用平皿法检测玉米种子的带菌率。2.1实验药品本实验参与处理玉米种子的试剂有：浓度为95%的邻烯丙基苯酚原药，浓度为20%的邻烯丙基苯酚悬浮种衣剂[11]。2.2实验对象本实验中参与检测发芽率以及带菌率的玉米品种是富华3号，来源于实验室保存。2.3实验设备平皿，滤纸，纱布，三角瓶，精密天平，灭菌锅，离心机。2.4实验步骤2.4.1利用滤纸测定法检测玉米种子发芽率选取富华5号品种的玉米当作本次试验的对象，随机选取2000粒健康、饱满的种子备用。设置五个实验组，并做三次重复。分别是浓度为95%的邻烯丙基苯酚原药处理，浓度为20%的邻烯丙基苯酚悬浮种衣剂以药种比为1∶90、1∶60、1∶30的质量比处理,，不加任何药物试剂的清水处理，每组100粒玉米种子。将两层滤纸置于平皿中，加无菌水水湿润饱和后，再加入15ml的无菌水。将经不同浓度药剂处理后玉米种子均匀地放置于滤纸上，放入22℃培养箱中培养，观察，7天后取出计算玉米种子的发芽率。发芽率计算：玉米种子的发芽率（%）=种子实际发芽数/样本数量×100%2.4.2利用平皿测定法检测玉米种子带菌率选取富华5号品种的玉米当作本次试验的对象，随机选取2000粒健康、饱满的种子备用。同样设置五个实验组，并做三次重复。分别是浓度为95%的邻烯丙基苯酚原药处理，浓度为20%的邻烯丙基苯酚悬浮种衣剂以药种比为1∶90、1∶60、1∶30的质量比处理，不加任何药物试剂的清水处理作为空白对照组，每组100粒玉米种子。将三组100粒的玉米种子放入无菌的三角瓶中，加入不同的试剂进行玉米种子的处理。然后离心，去掉再加入无菌水洗涤三次后。加入少量的无菌水悬浮三组玉米种子，将悬浮后的玉米种子均匀地置于PDA培养基上。将带有种子的培养基放入22℃的恒温培养箱中5天后观察种子的带菌情况。带菌率计算：玉米种子的带菌率（%）=带菌种子数/样本数量×100%3邻烯丙基苯酚处理玉米种子的结果与分析3.1邻烯丙基苯酚处理玉米种子发芽率的实验结果与分析表3-1不同浓度药剂处理后的玉米种子发芽率的结果处理组别发芽平均数发芽率（%）95%的邻烯丙基苯酚原药22%20%的邻烯丙基苯酚悬浮种衣剂以药种比为1∶909595%20%的邻烯丙基苯酚悬浮种衣剂以药种比为1∶609797%20%的邻烯丙基苯酚悬浮种衣剂以药种比为1∶309494%清水9595%根据实验数据显示，在滤纸检测试验中，在清水中玉米的发芽率已较高；在95%的邻烯丙基苯酚原药处理下对玉米种子发芽和幼苗生长不安全，几乎完全抑制；与浓度为95%的邻烯丙基苯酚原药与清水组处理后的玉米种子相比，浓度20%的邻烯丙基苯酚种衣剂在药种比为：1:90、1:60、1:30包衣处理下对玉米种子发芽和幼苗生长安全，发芽率没有明显区别。因此用浓度为20%的邻烯丙基苯酚处理玉米种子具有一定的安全性，不影响其萌发，证明该药剂可以用于玉米种子的研究。3.2邻烯丙基苯酚处理玉米种子带菌率的实验结果与分析表3-2不同浓度药剂处理后的玉米种子带菌率的结果处理组别带菌平均数带菌率（%）95%的邻烯丙基苯酚原药11%20%的邻烯丙基苯酚悬浮种衣剂以药种比为1∶901818%20%的邻烯丙基苯酚悬浮种衣剂以药种比为1∶601010%20%的邻烯丙基苯酚悬浮种衣剂以药种比为1∶301616%清水5858%在平皿检测试验中，清水组处理后的玉米种子带菌率较高；浓度为95%的邻烯丙基苯酚原药处理后的玉米种子虽然带菌率很低，但是根据之前的发芽率极低的结果来看，并无实际意义；在药种比为:1:90、1:60、1:30包衣处理对玉米种子的带菌率有明显的抑制作用，且药种比为1∶60的包衣处理对玉米种子的带菌率最低，玉米种子的平均带菌率从58%减少至10%。因此用邻烯丙基苯酚处理玉米种子有明显的效果，可有效降低玉米种子的带菌率，促进玉米种子的萌发。4结论玉米是我国主要的农作物之一，我国人口数量众多，近来年虽然人口增速变缓，但随着医疗水平的提高，“二胎”政策的放开，人口老龄化越来越严重，人口数量在未来几年里还是会持续增加。“民以食为天”，粮食问题自古以来就是民生问题中的头等大事，因此提高粮食产量始终是保证人民基本生活需求的关键。邻烯丙基苯酚是人工合成的仿生型杀菌剂，目前主要用于多种作物的病害防治，在对种子处理上研究甚少，本文通过95%的邻烯丙基苯酚原药以及清水的对照，不同药种比处理后的玉米种子发芽率以及带菌率的检测结果表明，适当浓度及药种比处理后的玉米种子发芽率以及带菌率都有明显的改善，玉米种子的发芽率在20%浓度下不同药种比1:90、1:60、1:30下安全发芽但发芽率无显著提高。玉米种子的带菌率在20%浓度1:90、1:60、1:30药种比下有显著的降低，并且1∶60的包衣处理对玉米种子的带菌率最低。这个实验结果对今后玉米种子以及其他作物种子的处理都有很好的理论指导意义，并且该方法操作简单，成本低廉，无毒副作用，有较高的经济价值，值得进一步研究和推广。不难看出本药剂在玉米种子萌发阶段的积极作用和现实意义。但本研究局限性较强，只是针对玉米种子进行研究，而且玉米种子的品种单一，玉米种子的数量也不多，选取单一的药剂邻烯丙基苯酚，在实验操作过程中对邻烯丙基苯酚浓度梯度也没有做更细致的划分，因此还需进一步的补充完善。后面可以通过更改邻烯丙基苯酚的作用对象，作用浓度，药种比以及寻找邻烯丙基苯酚的类似物来进行更深入的研究。

参考文献[1]陈珣.玉米种子活力研究.[硕士学位论文].沈阳：沈阳农业大学，2006；[2]杨克迪,郑智慧,胡小明等.邻烯丙基苯酚的合成工艺研究[J].1671-3206(2006)10-0742-03；[3]宋志刚，赵曙国，郭成亮等.玉米发芽率快速检测方法的研究[J].检验检疫学，2003，13（4）：39~47；[4]李健强，刘西莉，朱春雨等.云南省玉米种子带菌检测及种衣剂处理的生物学效应[J].云南农业大学学报，2001,16（1）：5~15；[5]孟昭礼,吴献忠，高庆霄等.银杏提取液对四种植物病原菌的抑菌作用[J].植物病理学报,1995,