在长江流域的农田里,冬油菜是重要的油料作物,但这里的农民常常面临一个难题:前茬水稻收获晚,导致油菜播种时间推迟。播种晚意味着油菜幼苗在寒冬来临时还未长壮,容易受冻害,最终影响产量。如何让迟播油菜扛过寒冬、稳产增收?科学家们发现,“浸种”是一项简单却高效的技术。

一、为什么要浸种?

长江流域的冬季寒冷潮湿,迟播油菜幼苗往往只有3~5片叶子,根系弱、叶片薄,抗寒能力差。低温不仅会抑制油菜生长,还会破坏细胞膜结构,导致叶片枯黄甚至死亡。而“浸种”就像给种子提前注射一剂“营养液”,帮助它们在萌芽阶段就积累抗寒“资本”,增强对低温的适应能力,为油菜幼苗穿上“防寒服”。

二、浸种有哪些好处?

研究团队通过两年田间试验,对比了甜菜碱、脯氨酸、过氧化氢等6种外源物质浸种的效果,发现浸种能带来以下四大好处:

1. 提高出苗率,抢占生长先机

浸种后的种子发芽更快、更整齐。例如,用0.3%过氧化氢(H₂O₂)浸种,出苗率比未浸种的提高了近20%,让油菜在低温下也能顺利出苗(图1)。

图1 浸种后迟播油菜出苗率的变化

2. 增强抗寒性,抵御寒冬侵袭

浸种后的油菜叶片中,抗氧化酶(如过氧化物酶、过氧化氢酶)活性显著提升,能快速清除低温产生的有害自由基,减少细胞损伤(图2)。同时,可溶性糖、脯氨酸等“防冻剂”含量增加,帮助细胞维持水分平衡,避免冻伤。

图2 浸种后36小时迟播油菜发芽情况

3. 促进越冬期干物质积累,苗壮才有高产

浸种处理的油菜,越冬期叶片更茂盛,根系更粗壮(图3)。例如,300 mg/L纳米氧化锌浸种的油菜,叶片冬前生物量比普通种植提高了55%,为后期生物量快速积累、产量提高打下坚实基础。

图3 浸种培育迟播油菜壮苗

4. 增加有效分枝和角果数,产量显著提升

抗寒性强的油菜在春季恢复生长更快,有效分枝数和单株角果数明显增加。试验中,最佳浸种处理的油菜产量比未浸种的高出12%以上,真正实现“晚播不减产”。

三、浸种后效果如何?

研究发现,不同外源物质的效果差异显著。纳米氧化锌(300 mg/L)浸种表现尤为亮眼,它能激活油菜的抗氧化系统,同时促进渗透调节物质的合成,综合抗寒性和增产效果最佳。此外,1.0 mmol/L脯氨酸和0.05 mmol/L甜菜碱浸种也能显著提升油菜的耐寒能力。这些物质就像“植物疫苗”,帮助油菜在寒冬中“强身健体”。

四、浸种技术:简单操作,农民易上手

浸种的操作并不复杂:将精选的油菜种子消毒后,浸泡在特定浓度的外源物质溶液中10小时,晾干后即可播种。农民可根据当地条件选择成本低、效果好的物质(如过氧化氢或脯氨酸),轻松融入现有种植流程。

五、结语:小技术解决大问题

在气候变化和耕地资源紧张的背景下,浸种技术为长江流域冬油菜生产提供了新思路。通过科学“武装”种子,迟播油菜不仅能抵御寒冬,还能实现稳产。这项研究不仅为农民提供了实用技术,也为保障我国食用油安全贡献了重要力量。

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作物学报 2024, 50 (5): 1271-1286. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2024.34134

作者简介

徐正华,华中农业大学植物科学技术学院副教授,硕士生导师,湖北省科技特派员,农业农村部“头雁”项目导师。主要研究方向为油菜高产高效栽培、迟播油菜稳产栽培。以通信作者或第一作者在Ecotoxicology and Environmental Safety、Crop Science、《作物学报》等主流期刊发表论文20余篇。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划项目等十余项。主持及参与制定湖北省地方标准3项,授权国家发明专利12项,登记软件著作权1项。获得湖北省科技进步一等奖1项、湖北省科技进步二等奖1项。指导学生获十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖、农科学子创新创业大赛全国一等奖。2024年推广油菜高产高效栽培技术的事迹被《长江日报》、学习强国等媒体报道。

来源: 中国作物学会

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