花粉多糖增强种子抵御低温逆境能力，提高种子萌发和促进作物健康生长（花粉多糖种子处理对小麦萌芽生长的影响）  分享

种子是农业“芯片”， 粮食安全前提是种业安全。为应对不同气象灾害导致的种子不发、作物减产等现象，人们将种子通过种子处理手段进行保护，例如种子拌种、包衣等技术，促进其生长发育，提高种子在逆境环境中的抵抗能力，进而保证农业质量安全。

据外国媒体AgriBusiness Global报道，花粉多糖作为植物源生物刺激素，其中的活性多糖及其他有效成分，具有增强种子萌芽，促进作物幼苗生根的作用。同时，花粉多糖被植物吸收后，可通过调控类黄酮、谷胱甘肽和苯丙烷类物质的相关基因表达，增强谷胱甘肽代谢以及促进类黄酮和苯丙烷生物合成来显著促进作物生长(原文标题《SF-Pollen Polysaccharide Enhance The Ability Of Seeds To Resist Low Temperature Stress》)，具体内容让我们一起来了解下吧。

原文翻译如下

《花粉多糖增强种子抵御低温逆境能力提高种子萌发和促进作物健康生长》

01种子是农业“芯片”

1.1种子是农业生产之根本

种子是农业产业链的起点、农业科技创新的核心、实施“藏粮于技”的重要载体，被誉为农业的“芯片”。种子也是农民最易于接受、最直接使用的技术，是保障全球粮食安全的“关键”。根据经济合作与发展组织(OECD)的预测，2030年全球人口将达到85亿人，生产力的提高是养活不断增长的全球人口的关键。中国是全球最大的种业市场，农作物和畜禽种业市场规模接近6000亿元，良种对粮食增产和畜牧业的贡献率分别达到45%和40%，优良品种推广率逾96%。预计2030年全球作物产量的增长中，87%来自单产增长，未来农产品产量与品质的提升，最重要的途径是种业的创新。种子行业是以作物种子为对象，以为农业生产提供优良商品化种子为目的，以现代农业科技成果和管理技术为手段，集种子科研、生产、加工、销售和管理于一体的行业整体。

1.2极端环境严重影响种子健康生长

根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新报告，最近的气候变化程度是前所未有的。从未来20年的平均温度变化预估来看，全球升温预计将达到或超过1.5℃。气候变化是未来食物系统面临的最重大的风险，提升种子的气候耐受性是应对气候变化的关键。

低温冻害是影响全球农业生产的重要气象灾害之一。高海拔地区，如中国东北地区，春季和秋季低温严重影响作物生长和种子繁殖[1]。有研究显示，含水量为30%的玉米种子在-4℃持续8h，会严重影响玉米种子发芽势与发芽率[2]，温度上升至16~19℃范围内，玉米初生根的生长速率、直线伸长率、生物物质沉积速率等提高2~3倍。花生收获后，遇-1℃低温12h，即可导致种子活力下降，其发芽势发芽指数等显著降低，影响发芽和出苗[3]。

同样，高温干旱也是影响种子发芽、作物生长的气象灾害。常见的高温低湿天气伴随着大风，形成典型的干热风，容易导致小麦高温逼熟，加上降水量少且时空分布不均，致使小麦植株衰老加速，灌浆期缩短，产品和品质显著下降，减产幅度达10%~30%[4]。

因此，为应对不同气象灾害导致的种子不发、作物减产等现象，人们将种子通过种子处理手段进行保护，例如种子拌种、包衣等技术，促进其生长发育，提高种子在逆境环境中的抵抗能力，进而保证农业质量安全。

02种子应对胁迫防控措施

2.1种子处理技术的发展

种子处理是指在播种前使用生物、物理、化学方法来抑制致病菌、害虫对种子、幼苗或植株的伤害。传统的种子处理方法包括浸种、拌种、包衣等方式。

早在1926年，美国的Thornton和Ganulee首先提出种子包衣的概念，之后，各国科研人员开展了不同作物包衣技术探索[5]。在60年代，美国农民在播种棉花时发现棉花籽粒体积小、形状不规则且播种量难以掌握等问题，美国Blessing提出用面粉糊给棉花种子包衣，使之更大、更均匀，方便播种[6-7]。1978年美国德克萨斯实验站首先研制出了薄膜种衣剂，薄膜种衣技术在80年代得到大量应用。1983年美国富美实公司研制出呋喃丹(Furadan)种衣剂，是世界种子处理届的重要里程碑[8]。

我国种子处理技术起步较晚，50年代才开始推广浸种拌种技术来防治作物苗期病虫害。1976年，轻工业部甜菜糖业研究所对甜菜种子进行丸化包衣处理[9]。1978年，沈阳化工研究院研制了以甲拌磷和多菌灵或五氯硝基苯为有效成分的混配制剂作为种衣剂[10]。1980年，毛如达等科研工作者对玉米种子的包衣处理开展研究，彼时，适用于水稻[11]、大豆[12]、小麦[13]、玉米[14]等多种作物的种衣剂也相继问世。1991年，随着第一个用于种子处理的农药登记证颁发，我国种衣剂产品开始逐步进入制度化、商品化和规范化的发展道路，种衣剂逐渐成为最主要的农药剂型的一种[15]。目前，在农业生产中，种子处理已经成为预防作物苗期病虫害、抵抗极端天气的最重要的措施。

2.2 种子处理的特点

种子是土壤微生物(真菌、细菌、病毒等)和土壤昆虫的食物来源，与传统植保技术相比，种子处理能够防治由土壤和种子传播的病原菌引起的病害，防治作物苗期病虫害[16]。同时，种子处理可以减少化学物质对环境的副作用，降低成本、减少应用次数和节省时间。对于作物种子而言，由于贮藏技术，可能会导致种子活力降低，种子处理可以打破种子休眠状态，恢复种子活力;且部分种子处理剂可激活植物种子内源物质，增强作物抗逆能力[17]。

然而，目前市场上种子处理剂质量良莠不齐，生产中农民用量不当、剂型误用等原因容易造成种子损伤，导致作物不能出苗，出苗不齐，幼苗畸形，甚至降低产量。部分种子处理剂低温条件下易发生药害，影响种子正常萌发，导致缺苗断垄。

因此，越来越多的行业研究者专注于高效、安全、环保的种子处理技术开发，例如将活体微生物或微生物代谢产物作物活性成分制成的生物种衣剂，能改善种子与土壤的相容性，促进农作物生长，从而增强作物的抗逆能力[18]。

近期，中国一家农业生物技术研发企业将一种植物源的生物刺激素花粉多糖应用于种子处理中，结果发现花粉多糖处理后，种子发芽率、根长、根重等均有显著提升，搭配包衣剂施用，可以促进玉米等作物茎杆生长，增强作物后期抗倒伏能力。可见，种子处理技术已经向着安全、环保、符合国家绿色农业发展的方向推进。

03花粉多糖显著提高种子的出苗率和促进种子健康生长

3.1 花粉多糖特点

花粉多糖是成都新朝阳作物科学股份有限公司(以下简称″新朝阳″)经绿色环保工艺萃取的植物源生物刺激剂，粗提物为淡棕色粉末，易溶于热水，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，其主要成分为多糖、寡糖、单糖等水溶性糖类物质，除此之外还具有丰富的氨基酸、矿物质、微量元素等。其以植物花粉为原料，引入纤维素酶解破壁技术，并配合一定程度的机械搅拌，分离形成水溶性花粉多糖。

据了解，花粉多糖作为植物源生物刺激素，其中的活性多糖及其他有效成分，具有增强种子萌芽，促进作物幼苗生根的作用。同时，花粉多糖被植物吸收后，可通过调控类黄酮、谷胱甘肽和苯丙烷类物质的相关基因表达，增强谷胱甘肽代谢以及促进类黄酮和苯丙烷生物合成来显著促进作物生长。

3.2 花粉多糖种子处理对不同作物种子萌芽生长的影响

3.2.1 花粉多糖拌种对大豆萌芽生长的影响

将花粉多糖按照1:10000(SF-1)、1:5000(SF-2)、1:1000(SF-3)药种比进行大豆拌种处理，24小时晾干后挑选正常饱满的种子进行培养催芽，其对照药剂为市场常见植物调节剂类产品可用于拌种处理，处理7天后调查发现，相比对照药剂，花粉多糖处理下，大豆地上部生长无明显变化，而根系生长变化明显，根长增加12.11%-14.49%，单株根重增加12.47%-18.01%，其中在1:5000药种比处理下根系生长效果最好。

表1 花粉多糖3#大豆拌种数据调查(7天后)

3.2.2 花粉多糖种子处理对玉米萌芽生长的影响

(1)玉米拌种。将花粉多糖按照不同药种比进行玉米拌种处理，相比对照药剂，花粉多糖拌种后玉米各指标均有不同程度增加，其中在1:10000-1:2000倍处理下，玉米根长增加12.24%，根鲜重增加8.66%-11.24%，地上部鲜重增加7.96%-8.98%。

表2 花粉多糖拌种对玉米生长的影响

(2)玉米包衣。采用常规包衣剂SLS进行种子包衣，同时复配花粉多糖，测试花粉多糖包衣增效效果，结果显示，与包衣剂相比，花粉多糖用量为20g/100kg时效果最好，根长、茎粗、根重、株重增幅分别为19.85%、17.09%、8.91%、7.77%。

图1 花粉多糖包衣对玉米根系及地上部生长的影响

3.2.3 花粉多糖种子处理对小麦萌芽生长的影响

(1)小麦浸种。浸种处理后发现，试验范围内的花粉多糖对小麦株高、根长、株重、根重均具有促进作用，其中在2 ppm处理下，相比阳性对照处理，花粉多糖处理后小麦株高、根长、株重及根重分别增长12%、24%、45%、43%。

图2 花粉多糖浸种处理后小麦萌芽情况

(2)小麦拌种。较对照药剂，花粉多糖不同药种比拌种后，根长在10g药剂处理下增长5.46%，根重、株重在400g药剂处理下增长16.19%、4.51%。

图4 花粉多糖拌种处理后小麦根系及株高变化

表3 花粉多糖拌种对小麦生长的影响

3.3 花粉多糖低温条件种子处理促进大豆、玉米萌芽

3.3.1 花粉多糖在低温条件下拌种促进玉米种子生长

低温条件下，相较对照药剂，花粉多糖拌种后株高生长未出现明显优势，但在叶宽、茎粗、根鲜重、气生根伸张方面均具有明显促进作用，增幅分别为：15.8-20.3% 、13.2-21.4%、17.3-29.6%、10-20%、79-174.4%。说明花粉多糖能在低温条件下促进玉米抗倒伏的能力，进而能够促进玉米对地下营养物质的吸收和转移能力，促进玉米的抗逆能力。

表4 低温条件下花粉多糖拌种对玉米生长的影响

图5 低温条件下花粉多糖拌种对玉米生长的影响

3.3.2 花粉多糖在低温条件下包衣促进玉米种子生长

在低温条件下，花粉多糖20g/100kg搭配包衣剂时，玉米株高、茎粗、根重均有显著增加，增幅达到15.28%、12.30%、30.67%。

表5 低温条件下花粉多糖包衣对玉米生长的影响

图6 低温条件下花粉多糖包衣对玉米生长的影响

04种子处理剂市场展望

种子处理技术是提高种子质量、降低病虫害发生、增产丰收的有效措施，是国家种子工程重要的组成部分和战略突破口，在高效农业的可持续发展中发挥着重要作用。随着人们对农药减量的呼声不断增加，种子处理剂的开发与使用将愈发规范化、实用化、安全化。种子处理市场预计将从2022年的61亿美元增长到2027年的92亿美元，在预测期内将以8.3%的年均复合增长率增长。

因此，进一步开发新型、高效、安全、环保的种子处理技术是目前种子处理技术市场的重点;同时，强化种子处理产品制剂研究，形成方便应用、成本低的产品，提高种子处理剂的应用效率;最后，完善种子处理剂的应用技术，形成更加广泛、系统、标准的种子处理应用方案。花粉多糖作为绿色环保、安全高效的新型生物刺激素产品，在种子处理中可以提高种子萌发率及种子活力，增强种子对不同环境的抵抗能力，且已形成了较为成熟的应用技术体系，该技术的创新研发与应用，应对极端天气对农业、种子和作物健康生长具有重要价值作用，对提升粮食安全具有深远的推广意义。

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