科學(xué)普及 | 浸種：讓遲播冬油菜在寒冬中“強(qiáng)身健體”的秘訣

在長(zhǎng)江流域的農(nóng)田里，冬油菜是重要的油料作物，但這里的農(nóng)民常常面臨一個(gè)難題：前茬水稻收獲晚，導(dǎo)致油菜播種時(shí)間推遲。播種晚意味著油菜幼苗在寒冬來(lái)臨時(shí)還未長(zhǎng)壯，容易受凍害，最終影響產(chǎn)量。如何讓遲播油菜扛過(guò)寒冬、穩(wěn)產(chǎn)增收？科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，“浸種”是一項(xiàng)簡(jiǎn)單卻高效的技術(shù)。

一、為什么要浸種？

長(zhǎng)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(huì)抑制油菜生長(zhǎng)，還會(huì)破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致葉片枯黃甚至死亡。而“浸種”就像給種子提前注射一劑“營(yíng)養(yǎng)液”，幫助它們?cè)诿妊侩A段就積累抗寒“資本”，增強(qiáng)對(duì)低溫的適應(yīng)能力，為油菜幼苗穿上“防寒服”。

二、浸種有哪些好處？

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)兩年田間試驗(yàn)，對(duì)比了甜菜堿、脯氨酸、過(guò)氧化氫等6種外源物質(zhì)浸種的效果，發(fā)現(xiàn)浸種能帶來(lái)以下四大好處：

1. 提高出苗率，搶占生長(zhǎng)先機(jī)

浸種后的種子發(fā)芽更快、更整齊。例如，用0.3%過(guò)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(qiáng)抗寒性，抵御寒冬侵襲

浸種后的油菜葉片中，抗氧化酶（如過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶）活性顯著提升，能快速清除低溫產(chǎn)生的有害自由基，減少細(xì)胞損傷（圖2）。同時(shí)，可溶性糖、脯氨酸等“防凍劑”含量增加，幫助細(xì)胞維持水分平衡，避免凍傷。

圖2 浸種后36小時(shí)遲播油菜發(fā)芽情況

3. 促進(jìn)越冬期干物質(zhì)積累，苗壯才有高產(chǎn)

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(chǎn)量提高打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖3 浸種培育遲播油菜壯苗

4. 增加有效分枝和角果數(shù)，產(chǎn)量顯著提升

抗寒性強(qiáng)的油菜在春季恢復(fù)生長(zhǎng)更快，有效分枝數(shù)和單株角果數(shù)明顯增加。試驗(yàn)中，最佳浸種處理的油菜產(chǎn)量比未浸種的高出12%以上，真正實(shí)現(xiàn)“晚播不減產(chǎn)”。

三、浸種后效果如何？

研究發(fā)現(xiàn)，不同外源物質(zhì)的效果差異顯著。納米氧化鋅（300 mg/L）浸種表現(xiàn)尤為亮眼，它能激活油菜的抗氧化系統(tǒng)，同時(shí)促進(jìn)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的合成，綜合抗寒性和增產(chǎn)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(zhì)就像“植物疫苗”，幫助油菜在寒冬中“強(qiáng)身健體”。

四、浸種技術(shù)：簡(jiǎn)單操作，農(nóng)民易上手

浸種的操作并不復(fù)雜：將精選的油菜種子消毒后，浸泡在特定濃度的外源物質(zhì)溶液中10小時(shí)，晾干后即可播種。農(nóng)民可根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件選擇成本低、效果好的物質(zhì)（如過(guò)氧化氫或脯氨酸），輕松融入現(xiàn)有種植流程。

五、結(jié)語(yǔ)：小技術(shù)解決大問(wèn)題

在氣候變化和耕地資源緊張的背景下，浸種技術(shù)為長(zhǎng)江流域冬油菜生產(chǎn)提供了新思路。通過(guò)科學(xué)“武裝”種子，遲播油菜不僅能抵御寒冬，還能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)。這項(xiàng)研究不僅為農(nóng)民提供了實(shí)用技術(shù)，也為保障我國(guó)食用油安全貢獻(xiàn)了重要力量。

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作物學(xué)報(bào) 2024, 50 (5): 1271-1286. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2024.34134

作者簡(jiǎn)介

徐正華，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，湖北省科技特派員，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“頭雁”項(xiàng)目導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)橛筒烁弋a(chǎn)高效栽培、遲播油菜穩(wěn)產(chǎn)栽培。以通信作者或第一作者在Ecotoxicology and Environmental Safety、Crop Science、《作物學(xué)報(bào)》等主流期刊發(fā)表論文20余篇。主持國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等十余項(xiàng)。主持及參與制定湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利12項(xiàng)，登記軟件著作權(quán)1項(xiàng)。獲得湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、湖北省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。指導(dǎo)學(xué)生獲十八屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)、農(nóng)科學(xué)子創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)。2024年推廣油菜高產(chǎn)高效栽培技術(shù)的事跡被《長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)》、學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)等媒體報(bào)道。