木薯的种茎保水剂及使用方法

技术领域

本发明涉及农业生产技术领域，特别是提供一种木薯的种茎保水剂及其使用方法。

背景技术

木薯 (Manihot esculenta Crantz) 是世界第二大薯类作物，其块根富含淀粉，有“淀粉之王”的美誉，是工业淀粉原料之一。木薯作为耐旱作物可种植在土壤较为贫瘠的丘陵旱地，但是干旱仍成为制约其产量的因素，因此增强木薯抗旱能力是提高旱地木薯产量的有效途径。目前抗旱栽培的措施主要有覆膜和用土壤保水剂，这些措施虽然能解决旱地里木薯成苗后的生长发育的问题，但是很少涉及如何保持种植前木薯种的茎水分和活力这方面的内容。

木薯采用种茎种植的方式繁殖，收获后的木薯种茎通常需贮藏2~3个月，甚至4~5月才进行种植，在储存期间木薯种茎不仅面临水分大量散失，还有霉变或被害虫啃食等种茎缺失的情况，这些严重影响了种薯的质量，因此，减少木薯储存期间的水分散失、提高种茎储存质量是提高面临干旱的木薯幼苗成活率的重要因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服已有技术之缺陷，提供一种木薯的种茎保水剂，种茎保水剂中的保水功能物质、驱虫物质和成膜剂共同作用，减少木薯种茎在储存过程中的水分散失，降低病、虫害的发生，增强种茎活性，从而提高木薯种植的幼苗存活率。

本发明所述技术问题是以下述技术方案实现的：

一种木薯的种茎保水剂，所述种茎保水剂包括按质量份数计的以下组分：聚谷氨酸0.1-10.0份、壳聚糖0.1-10.0份、海藻提取物1.0-10.0份、驱虫物质5.0-20.0份、氨基酸水溶液0.1-10.0份、成膜剂水溶液30.0-60.0份。

上述种茎保水剂，所述驱虫物质为木薯植株的水浸提液，所述木薯植株包括叶、茎秆或块根皮。

上述种茎保水剂，所述成膜剂为丙烯酸或108胶，成膜剂用水稀释后得到成膜剂水溶液。

上述种茎保水剂，所述驱虫物质是将新鲜的木薯叶、茎秆、块根皮粉碎，粉碎后的植株碎片迅速放入温水中充分搅拌；抽滤后的木薯浸提液即为驱虫物质。

上述种茎保水剂，所述成膜剂水溶液为质量浓度0.5%的丙烯酸水溶液或质量浓度为50%的108胶水溶液，氨基酸水溶液的质量百分比浓度为10%。

一种如上述种茎保水剂的使用方法，所述种茎保水剂用于木薯保存前的种茎处理或/和种植前种茎段的处理。

上述种茎保水剂的使用方法，将种茎保水剂用水稀释成浓度为1%-2%的低浓度保水剂溶液，将木薯种茎浸泡在低浓度保水剂溶液中5-30min，取出晾干。

上述种茎保水剂的使用方法，将种茎保水剂用水稀释成浓度为10%-50%的高浓度保水剂溶液，种茎的两个端口处覆盖高浓度保水剂溶液，晾干。

上述种茎保水剂的使用方法，将若干木薯种茎整理成捆状直立放置，使种茎端部浸泡在高浓度保水剂溶液中，浸入深度大于等于1cm，浸沾15-60 s取出，种茎另一端同样处理，取出晾干。

本发明的种茎保水剂能减少木薯种茎在储存过程中的水分散失速，增强种茎养分，使种茎在种植时保持良好的活性，从而能有效提高的幼苗存活率，特别是面临季节性干旱时的存活率；避免因种植时缺水造成木薯减产，特别适合在干旱地区推广应用。

种茎保水剂由保水功能物质、驱虫物质、氨基酸水溶液和成膜剂组成，集保水、防病虫害和营养于一身，并由防护作用的成膜剂进行包裹，使上述有效成分充分与种茎接触并发挥作用，同时防止水分和有效成分的散失。保水功能物质中的聚谷氨酸、壳聚糖和海藻提取物保水能力强，三者联合作用有效降低储存过程中的水分散失速度。其中的聚谷氨酸是易降解的生物材料，降解的谷氨酸在根茎生长过程中易于被吸收利用，有利于保持种茎的活性。壳聚糖和海藻提取物均为具有生物相容性的高分子化合物，可产生分子链相互缠绕，形成网状结构锁柱水分。同时海藻提取物中含有具有生理活性的植物激素，如藻胶酸、粗蛋白及多种矿物质和微量元素，可增加保水性能。

成膜剂在种茎表面形成胶膜，在不影响木薯呼吸的前提下减少水分散失；并且和驱虫物质形成木薯表面的屏障，减少霉变和病虫害的发生。木薯种茎保存和种植过程中，木薯种茎皮如遭到破坏，破坏的部分会有虫害及霉变风险，种茎保水剂中的驱虫物质能杀灭害虫并抑制微生物，保护木薯起到驱虫、防霉变的功效，提高种茎质量，进而促进薯种萌发，增加木薯幼苗的出苗量。

种茎保水剂中的原料大部分为无毒无害的生物制剂，只含有少量低毒的化工产品，因此生产不受有毒化工产品的限制；并且种茎保水剂的制备工艺简单，操作方便，易于规模化生产。药剂在运输、使用过程中安全，对人体伤害小，适合种植者使用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的种茎保水剂包括以质量份数计的以下组分：聚谷氨酸0.1-10.0份、壳聚糖0.1-10.0份、海藻提取物1.0-10.0份、驱虫物质5.0-20.0份、氨基酸水溶液0.1-10.0份、成膜剂水溶液30.0-60.0份。

所述聚谷氨酸采用液体发酵方式制得，发酵培养基为：葡萄糖38-42 g/L，氯化铵1.1-1.3 g/L，酵母粉2.8-3.2 g/L，L-谷氨酸钠65-70 g/L，氯化钙 0.3-0.5 g/L，硫酸镁0.2-0.4 g/L，磷酸氢二钾2.1-2.3 g/L，初始pH 7-7.4，在配制好的培养基中接入芽孢杆菌，培养温度36-38℃，发酵72hr，发酵液中聚谷氨酸的含量可达30 g/L。壳聚糖是市售产品；海藻提取物为市售的采用酶解法浸提的产品，其中的海藻酸含量大于等于20 g/L。

氨基酸水溶液的质量百分比浓度10%，将氨基酸粉与纯水按比例混合，搅拌溶解后得到氨基酸水溶液。

驱虫物质为木薯浸提液，将木薯叶、茎秆、块根皮中的至少一种用水浸提制成木薯浸提液。驱虫物质是木薯植物所产生的物质，其使用对木薯本身和环境均无影响，在利用废弃植株的同时避免使用化学驱虫药剂对环境的污染，是绿色天然的驱虫产品。

木薯的水浸提液中含有大量的可溶解物质，其中起主要驱虫作用的成分是生氰葡萄糖苷，它在木薯的叶和块根皮中含量较高。当木薯植株的叶或种茎遭到破坏时含有的生氰葡萄糖苷会转化为醇睛，进而裂解产生氢氰酸，植株自身含有杀灭害虫并抑制微生物的物质。

成膜剂为丙烯酸或108胶，成膜剂用水稀释后得到成膜剂水溶液，所述成膜剂水溶液可以为质量百分比浓度0.5%的丙烯酸水溶液或浓度为50%的108胶水溶液，优选成膜剂水溶液为浓度0.5%的丙烯酸水溶液。

上述种茎保水剂的制备方法是按照如下步骤进行的：

a. 提前配置好规定浓度的氨基酸水溶液、成膜剂水溶液，备用；

b. 取配方量的氨基酸水溶液，在搅拌的情况下加入海藻提取物，混合均匀，再添加聚谷氨酸、壳聚糖，搅拌溶解；

c. 采摘新鲜的木薯叶、茎秆、块根皮，将叶、茎秆或块根皮中的至少一种用低温或者超低温粉碎机进行粉碎，粉碎至颗粒直径小于0.5-1cm。粉碎后的植株碎片迅速放入40℃-50℃的水中，充分搅拌15-20min，混合物抽滤后得到木薯浸提液即驱虫物质；

制备时搅拌速率为150 r/min，木薯植株与水的质量比为1:2-1:3。

d. 将配方量的成膜剂水溶液加入步骤b得到的混合液中，搅拌均匀，再添加配方量的驱虫物质，搅拌均匀得到木薯种茎保水剂。

应用上述种茎保水剂的木薯种茎保存方法有三种分别是浸泡法、浸沾法和涂敷法，1、浸泡法为：挑选优质、商品性好、无破皮、无虫咬病烂的木薯作为种薯，将种茎保水剂用水稀释成质量百分比浓度为1%-2%的低浓度保水剂溶液，将种薯的种茎整体浸泡在低浓度保水剂溶液中5-30min，取出晾干。2、涂敷法为在种薯的种茎两端切口处直接涂抹高浓度保水剂溶液，晾干。高浓度保水剂溶液是浓度为10%-50%种茎保水剂的水溶液。3、浸沾法是准备适合盛装木薯种茎的容器，容器内倒入高浓度保水剂溶液，将整理好成捆的木薯种茎直立放置在容器中，使种茎端部浸泡在溶液中，浸入深度大于等于1cm，15-60 s取出，再将另一头做同样的处理，晾干。优选处理方法为浸沾法。经过保水剂处理的木薯种茎能够长时间保藏，并保持水分和活性，不易霉变并防止害虫发生。

种植木薯时，将保存的木薯种茎用刀切成10-15cm种茎段，保证每个种茎段至少有1个芽眼。将种茎段可以分别采用浸泡法、浸沾法和涂敷法进行处理，三种处理方法同种茎保存时的保水剂使用方法，处理后的种茎段直接进行田间种植。优选的处理方法为浸沾法。经保水剂处理的木薯种茎，种植后的幼苗成苗率有显著提高。

实施例1

配置100 kg种茎保水剂各原料的加入量为：聚谷氨酸0.5 kg、壳聚糖0.5 kg 、海藻提取物10 kg、驱虫物质20 kg、氨基酸水溶液10 kg、成膜剂水溶液59 kg。

a. 配置浓度为10%的氨基酸水溶液、0.5%的丙烯酸水溶液，备用；

b. 在10kg氨基酸水溶液中加入10 kg海藻提取物，搅拌均匀，继续添加聚谷氨酸0.5 kg和壳聚糖0.5 kg并进一步搅拌溶解；

c. 取新鲜的木薯叶和块根皮用低温粉碎机粉碎，将粉碎后的植株碎片迅速放入50℃温水中搅拌15min，植株碎片与水的质量比为1:2，充分搅拌后抽滤得到木薯浸提溶液即驱虫物质；

d. 将59 kg的成膜剂水溶液加入步骤b中得到的混合液，搅拌均匀，再加20kg步骤c中得到的驱虫物质，搅拌均匀得到木薯种茎保水剂A。

将制得的种茎保水剂A用水稀释成浓度为2%的低浓度保水剂溶液，挑选用于储存的木薯种茎，将木薯种茎用浸泡法处理：将种茎在低浓度种茎保水剂溶液分别浸泡15min，取出晾干，置于阴凉干燥处保存。1个月后将预处理的种茎按照每段15cm分割成若干段，用浸沾法进行处理；将种茎段整理打捆，并将种茎段端部浸入浓度为20%的高浓度保水剂溶液中，30s取出，另一端同样处理。采用平种的方式种植，将成段的木薯根茎放入浅坑。对照组取相同品质的木薯种茎，未使用种茎保水剂处理，与处理过的种茎在相同条件下进行储存和栽种。在土中培养一周观察出芽情况，结果见表1。

表1使用保水剂A的木薯种茎出芽情况

有上述实验可以看出，在储存和栽种前经过种茎保水剂处理的木薯种茎较没有处理的木薯出芽率有一定提高。

实施例2

配置100 kg种茎保水剂各原料的加入量为：聚谷氨酸5 kg、壳聚糖5 kg 、海藻提取物10 kg、驱虫物质20 kg、氨基酸水溶液10 kg、108胶水溶液50 kg。

将上述原料按照实施例1的配置方法混合后制成种茎保水剂B。

将制得的种茎保水剂B用水稀释成浓度为1%和50%的两种浓度的种茎保水剂溶液，挑选用于储存的木薯种茎分成四组，一组将木薯种茎浸泡在低浓度保水剂溶液中20min，取出后晾干；第二组将整条木薯种茎两端用刷子涂抹高浓度保水剂溶液；第三组将木薯种茎两端分别浸泡在高浓度保水剂中20秒，另一端同样处理，取出后晾干；第四组未作处理为对照组。将四组木薯种茎置于阴凉干燥处保存。1个月后将预处理的种茎按照每段15cm分割成若干段。将处理的种茎段和对照组在土中培养，一周后观察出芽情况，结果见表2。

表2使用保水剂B的木薯种茎出芽情况

有上述实验可以看出，使用种茎保水剂对木薯进行保存前的预处理，处理后木薯种植出芽率较对照组有一定的提高，这三种处理方法以浸沾法木薯出芽率最高。

实施例3

将实施例2制得种茎保水剂B分别用水稀释成1%和10%两个浓度的种茎保水剂溶液，挑选用于储存的木薯种茎，将储存后的木薯种茎按照每段15cm分割成若干段。将木薯种茎段分成四组，其中两组种茎段分别在两种浓度的保水剂溶液中浸泡30min，另一组用种茎保水剂B原液涂敷种茎段两端，将处理的种茎段和对照组在土中培养，一周后观察出芽情况，结果见表3。

表3两种浓度保水剂的木薯种茎出芽情况

从实验可以看出，采用涂敷法、浸泡法和浸沾法处理种茎时，需要选择适合的种茎保水剂浓度，如实验所示，浸泡法处理时适宜使用低浓度的种茎保水剂。