在長江流域的農田里,冬油菜是重要的油料作物,但這里的農民常常面臨一個難題:前茬水稻收獲晚,導致油菜播種時間推遲。播種晚意味著油菜幼苗在寒冬來臨時還未長壯,容易受凍害,最終影響產量。如何讓遲播油菜扛過寒冬、穩產增收?科學家們發現,“浸種”是一項簡單卻高效的技術。
一、為什么要浸種?
長江流域的冬季寒冷潮濕,遲播油菜幼苗往往只有3~5片葉子,根系弱、葉片薄,抗寒能力差。低溫不僅會抑制油菜生長,還會破壞細胞膜結構,導致葉片枯黃甚至死亡。而“浸種”就像給種子提前注射一劑“營養液”,幫助它們在萌芽階段就積累抗寒“資本”,增強對低溫的適應能力,為油菜幼苗穿上“防寒服”。
二、浸種有哪些好處?
研究團隊通過兩年田間試驗,對比了甜菜堿、脯氨酸、過氧化氫等6種外源物質浸種的效果,發現浸種能帶來以下四大好處:
1. 提高出苗率,搶占生長先機
浸種后的種子發芽更快、更整齊。例如,用0.3%過氧化氫(H?O?)浸種,出苗率比未浸種的提高了近20%,讓油菜在低溫下也能順利出苗(圖1)。
圖1 浸種后遲播油菜出苗率的變化
2. 增強抗寒性,抵御寒冬侵襲
浸種后的油菜葉片中,抗氧化酶(如過氧化物酶、過氧化氫酶)活性顯著提升,能快速清除低溫產生的有害自由基,減少細胞損傷(圖2)。同時,可溶性糖、脯氨酸等“防凍劑”含量增加,幫助細胞維持水分平衡,避免凍傷。
圖2 浸種后36小時遲播油菜發芽情況
3. 促進越冬期干物質積累,苗壯才有高產
浸種處理的油菜,越冬期葉片更茂盛,根系更粗壯(圖3)。例如,300 mg/L納米氧化鋅浸種的油菜,葉片冬前生物量比普通種植提高了55%,為后期生物量快速積累、產量提高打下堅實基礎。
圖3 浸種培育遲播油菜壯苗
4. 增加有效分枝和角果數,產量顯著提升
抗寒性強的油菜在春季恢復生長更快,有效分枝數和單株角果數明顯增加。試驗中,最佳浸種處理的油菜產量比未浸種的高出12%以上,真正實現“晚播不減產”。
三、浸種后效果如何?
研究發現,不同外源物質的效果差異顯著。納米氧化鋅(300 mg/L)浸種表現尤為亮眼,它能激活油菜的抗氧化系統,同時促進滲透調節物質的合成,綜合抗寒性和增產效果最佳。此外,1.0 mmol/L脯氨酸和0.05 mmol/L甜菜堿浸種也能顯著提升油菜的耐寒能力。這些物質就像“植物疫苗”,幫助油菜在寒冬中“強身健體”。
四、浸種技術:簡單操作,農民易上手
浸種的操作并不復雜:將精選的油菜種子消毒后,浸泡在特定濃度的外源物質溶液中10小時,晾干后即可播種。農民可根據當地條件選擇成本低、效果好的物質(如過氧化氫或脯氨酸),輕松融入現有種植流程。
五、結語:小技術解決大問題
在氣候變化和耕地資源緊張的背景下,浸種技術為長江流域冬油菜生產提供了新思路。通過科學“武裝”種子,遲播油菜不僅能抵御寒冬,還能實現穩產。這項研究不僅為農民提供了實用技術,也為保障我國食用油安全貢獻了重要力量。
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外源物質浸種對遲播油菜越冬期抗寒性及產量的影響 王先領, 姜岳, 雷貽忠, 肖勝男, 厙惠潔, 段圣省, 黃銘, 蒯婕, 汪波, 王晶, 趙杰, 徐正華, 周廣生
作物學報 2024, 50 (5): 1271-1286. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2024.34134
作者簡介
徐正華,華中農業大學植物科學技術學院副教授,碩士生導師,湖北省科技特派員,農業農村部“頭雁”項目導師。主要研究方向為油菜高產高效栽培、遲播油菜穩產栽培。以通信作者或第一作者在Ecotoxicology and Environmental Safety、Crop Science、《作物學報》等主流期刊發表論文20余篇。主持國家自然科學基金、國家重點研發計劃項目等十余項。主持及參與制定湖北省地方標準3項,授權國家發明專利12項,登記軟件著作權1項。獲得湖北省科技進步一等獎1項、湖北省科技進步二等獎1項。指導學生獲十八屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎、農科學子創新創業大賽全國一等獎。2024年推廣油菜高產高效栽培技術的事跡被《長江日報》、學習強國等媒體報道。
來源: 中國作物學會
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