探讨种子消毒和高效促进种子萌发新策略

Dr.-lng.Henning,  Alexander,赵国良

德国农业协会DLG e.V.，

德国BUDICH国际公司

济南辰宇环保科技有限公司

摘要：通过实验对比，研究Oxytech/奥克泰士-过氧化氢在银离子催化条件下分解获得的羟基（-OH）和瞬时高浓度活性氧溶液对种子消毒以及打破种子休眠中的作用。实验结果表明，奥克泰士分解获得的羟基和瞬时活性氧可以高效杀灭种子表面的致病微生物（细菌、真菌），奥克泰士分解获得的瞬时活性氧可以积极地参与到种子内部的代谢中，破除种子休眠状态，从而达到两个目的：①杀灭种子表面致病微生物，减少植物病害。②破除种子休眠状态，提高种子萌发率。这些结论对现代农业生产和家庭园艺栽培具有重要的科学意义和实用价值。

关键词：奥克泰士 羟基（-OH） 活性氧 种子消毒 种子萌发

文章编号：Version Ba10091-3320（2015）081-22571-1

羟基（-OH），羟基化学式为-OH，是一种常见的极性基团。羟基与水有某些相似的性质，羟基是典型的极性基团，与水可形成氢键，在无机化合物水溶液中以带负电荷的离子形式存在（-OH），称为氢氧根。

活性氧，是指带有一个不成对电子的氧自由基及其活性衍生物，它是一种既可以得电子又可以失电子的活性基团，可以活跃地参加到体内各类生化反应中。活性氧可以在成熟的植物体内合成，是植物对外界环境的一种调节，但由于活性氧的活性极高，过多积累时会对植物本身产生极大的损伤。而瞬时活性氧会在一定时间内结合成不活跃的氧气，减少对植物的损害。

Oxytech/奥克泰士，是过氧化氢银离子复合溶剂，在银离子催化作用下，Oxytech中的过氧化氢可以产生大量羟基（-OH）和瞬时活性氧，能够高效杀灭细菌、真菌、病毒等所有类型微生物，能够有效打破种子休眠状态，控制植物微生物病害，提高种子的萌发率。

种子休眠，是植物在长期系统发育过程中形成的 抵抗不良环境条件的适应性，是调节种子萌发的最佳时间和空间分布的有效方法，具有普遍的生物学意义。这种特性对种子本身有利，但对农业生产却不一定有利，会引起出苗不齐等问题。打破种子休眠的方法有很多，家庭园艺播种常识性处理办法是以一定浓度的高锰酸钾或纯过氧化氢溶液浸泡种子后进行播种，可以有效提高萌发率和萌发速度，但高锰酸钾具有极强的毒性，十分危险，纯过氧化氢虽然安全，但性质不稳定，会快速分解，所以高锰酸钾和纯过氧化氢的实际使用和市场受到很大的限制，而Oxytech（过氧化氢银离子）具有优秀的稳定性，且能提供大量的羟基（-OH）和活性氧，满足实际使用和市场运作的需求。

在豆芽培育萌发实验中，发现经过长时间的高锰酸钾溶液浸泡反而不如高锰酸钾迅速迅速处理的绿豆种子的发芽率更高，研究小组认为这可能与含氧物质处理时间以及某个时间节点内种子周围氧浓度有关，有可能是由于具有瞬时性的高浓度活性氧在打破种子休眠方面更具有优势。经查阅文献发现，H2O2（活性氧的一种）化学处理法已经成为了一种常用的解除休眠的化学试剂，H2O2低于处理作为打破预先干燥的未成熟种子休眠的方法已经被用于小麦加代育种研究，已有报道称H2O2促进种子萌发是通过其氧化性软化种皮，但尚没有对由H2O2在催化条件下分解产生的瞬时高浓度活性氧促进种子萌发的相关研究。在此情况下，本实验设计3种处理方法，对比3种不同的活性氧的产生方法处理新鲜和陈旧种子，观察他们对萌发率、萌发时间和萌发后种子状态的影响。

1、这3种方法为：

1.1. H2O2处理；

1.2. 高锰酸钾处理；

1.3. 瞬时高浓度活性氧处理——Oxytech/奥克泰士（过氧化氢银离子溶剂）处理。

2、材料与方法

2.1．实验材料

新鲜绿豆种子（市购）、陈旧绿豆种子（家中积存），医用H2O2（药店），医用高锰酸钾（药店），Oxytech/奥克泰士溶液（辰宇），医用棉花（药店）。

2.2．实验方法

2.2.1. 种子预处理

将绿豆种子用清水洗净后用棉花吸干表面的水分，将其分为对照组（采用自来水浸泡4min），奥克泰士处理组（银离子催化下处理H2O2，40s内取出），H2O2常态处理组（H2O2直接处理，4min）和高锰酸钾溶液处理组（0.5%高锰酸钾溶液浸泡4min），每个处理组平行份3组，每一组50粒，同样方法处理陈旧绿豆种子，每组50粒。

2.2.2. H2O2处理种子（常态活性氧—单纯过氧化氢）

将预处理好的种子浸入3%的H2O2中，尽量保证每粒种子与溶液的接触面积相同，适度搅拌，计时4min将种子取出，放入事先垫好饱和湿润卫生纸的 培养皿中，在室温下培养。

2.2.3. Oxytech处理种子（瞬时活性氧—奥克泰士复合型过氧化氢）

将预处理好的种子用同样的方法浸入3%的奥克泰士溶液中，适度搅拌，40s（瞬时活性氧能持续大约45s）后取出放入培养皿，方法同上。

2.2.4. 高锰酸钾溶液处理种子（溶解活性氧）

将预处理好的种子放入温水制备0.5%的高锰酸钾溶液，适度搅拌4min，后将种子取出放入培养皿，方法同上。

2.2.5.  对照组处理

将预处理好的种子放入自来水中，计时4min，后将种子取出，放入事先垫好饱和湿润卫生纸的培养皿中，在室温下培养。

2.3．收集数据

每12h观察一次结果，共观察12h。主要观测萌发数量和发芽率，发芽率=萌发种子数/种子总数，并观测幼芽生长情况，将结果记录，后期进行统计学分析。

3、实验结果

3.1．绿豆种子处理结果

瞬时高浓度活性氧（Oxytech溶液）处理对绿豆种子萌发的影响明显高于普通双氧水制备的常态活性氧处理组和高锰酸钾溶液处理组（两者的处理时间均为4min），3种处理方式的效果又明显高于对照组。可见活性氧物质对种子萌发具有明显的促进作用，并且以瞬时活性氧（Oxytech溶液）最为突出（见表1、图2）。

图2 不同处理方法处理新鲜绿豆萌发率 图3 不同处理方法促进绿豆种子萌发趋势关系图

从图3可以看出，Oxytech（瞬时高浓度活性氧）诱导种子萌发明显优于其他组，拐点出现比较早，其诱导种子萌发的时效性明显高于其它组。高锰酸钾溶液处理和单纯过氧化氢溶液提供的活性氧在相同时效内其萌发率均高于对照组，且二者诱导种子萌发作用的趋势相当。未经处理的种子，萌发趋势呈线性，且劣于经过活性氧激活后的种子。

从图4可以看出，不同处理方法处理新种子后，Oxytech（瞬时高浓度活性氧组）

萌发率明显高于其他组，且其生长状态较其他处理方法处理的绿豆更为成熟，生长更为旺盛。另外两种氧化处理方法其萌发状态与萌发数量均优于未处理组。

4、讨论

传统上破除种子休眠的方法有很多，其中针对种皮处理的较多，因为种皮会在萌发过程中起到抑制作用，它一方面会阻碍种子内外的物质交换，尤其是阻止内部抑制物质逸出，如脱落酸等；另外一方面，过硬的种皮会从物理萌发过程上抑制胚胎发育生长，软化种皮成为了打破休眠的突破口。本实验涉及的促进种子萌发的药物为Oxytech（过氧化氢银离子复合溶液）、高锰酸钾以及单纯过氧化氢，其化学活性相当于植物激素半衰期短，易于清除，尤其是双氧水，其分解产物为氧气和数，具有更高的安全性，对于提升我国的食品安全具有很大的积极意义。

从实验室结果上看，Oxytech（在银离子催化条件下的过氧化氢）获得的瞬时高浓度活性氧处理组在促进绿豆种子萌发的几组比较重都有明显的优势。提高环境中氧气的浓度可以打破休眠，过氧化氢本身的氧化性可以软化种皮，促进活性氧进入，同时活性氧能够更加活跃地参与到种子的各种生化反应，打破种子休眠。其效果要好于片面提高环境中的氧含量，这就是活性氧处理组能有效提高萌发数的原因。催化剂条件下制得的瞬时高浓度活性氧的瞬时性和高浓度更扩大了这个优势，加强了这一过程，虽然双氧水一直在分解，但其对种皮的氧化性依然存在，也就是说在软化种皮的同时又快速注入大量的活性氧。

在新绿豆种子的萌发过程中，银离子催化条件下的瞬时高浓度活性氧组发芽的种子在一开始的生长速度明显高于高锰酸钾组，说明过氧化氢在银离子催化条件下电离除的含氧量物质不止在促进种子萌发还对幼苗的生长有一定的促进作用。

5、结论

Oxytech溶液产生的活性氧物质可以积极地参加到种子内的代谢中，打破休眠，对新鲜种子的作用明显。经实验证实，该方法优于传统的种子处理方法。 基于这一实验结果可以提出一种促进种子萌发的优化方法，即利用过氧化氢尤其是催化剂诱导下的瞬时高浓度活性氧处理植物种子来打破植物种子休眠。该方法可以有效提高种子发芽率以及缩短植物发芽周期，使植物同步化生长，从而避免出苗不齐等由种子休眠这一现象引起的不利于农业生产和园艺欣赏的现象发生。