本發明涉及瑪卡栽培學技術領域，具體地說是一種提高瑪卡陳種育苗成活率的方法。
背景技術：
瑪卡是原產南美洲安第斯山脈高海拔山區的一種草本植物，屬十字花科獨行菜屬，在安第斯山區具有較悠久的栽培和食用歷史，其分布的海拔高度為 2500-4450米，是高寒山區印第安人的主要食物。瑪卡1300-2000年前被印加印第安人馴化，在印第安人的生活傳統中，瑪卡是作為一種春藥用于增強人和牲畜的性欲，提高婦女和母畜的生殖力。
瑪卡地下莖營養豐富，富含碳水化合物、蛋白質及不飽和脂肪酸。它含有59%的碳水化合物、10%-14%的蛋白質、9%的纖維素和2%的脂類化合物，尤其含有大量的基本氨基酸和脂肪酸以及高含量的礦質營養元素（如碘、鐵、鉀和鈣）。此外，還含有多種維生素，如 VB1、VB2、VB12、VE和VC。現代醫學研究表明，它能提高男性受試者的性欲180%-200%，精子產生量增加近1倍。它具有降低血壓的作用，而且對心臟沒有副作用。因此，瑪卡被稱為天然的“偉哥”、“荷爾蒙發動機”。瑪卡具有調節激素分泌、促進免疫和代謝功能，有助于提高記憶力、抗抑郁，在治療慢性疲勞綜合癥、性功能障礙、肺結核病、貧血、白血病、艾滋病、癌癥（特別是胃癌）、減肥和酗酒等疾患上有一定作用。瑪卡還具有顯著的抗衰老功能，它對老年人的精神和體力有明顯的促進作用。隨著人們健康保健意識的提高和對食品安全的關注，以瑪卡為主要原料生產的各類保健品在歐美、日本等國際市場上迅速推廣，得到越來越多消費者的青睞。20世紀90年代后，聯合國糧農組織將瑪卡作為國際重要營養食品開始大力推廣。2011年瑪卡粉被我國衛生部第13號公告批準為新資源食品，由此揭開了瑪卡在中國的新篇章。目前，瑪卡已在我國引種栽培成功，云南栽培瑪卡產量約占全國產量的80%，成為瑪卡在中國的主產地。近年來，全國種植面積持續攀升，西藏、新疆、青海、四川等地也已陸續展開種植。
瑪卡主要以種子繁殖，當年收獲的種子播種后具有較高的發芽率，經隔兩三年儲藏后因各種因素造成種子陳化。瑪卡陳種生活力下降、出苗率低、幼苗弱、生長緩慢、抗病力差，給瑪卡引種栽培造成一定影響，而且瑪卡種子價格昂貴，也會帶來較大的經濟損失。因此，如何提高瑪卡陳種的活力，對種質資源的保護和利用、瑪卡生產及經濟效益的提高具有重要意義。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有瑪卡陳種生活力下降、出苗率低、幼苗弱、生長緩慢、抗病力差的缺陷，提供了一種通過藥劑處理、N+離子束注入和超聲波處理的協同效應，從而大大提高了瑪卡陳種生活力和出苗率的方法。
本發明的目的是通過以下技術方案解決的：
一種提高瑪卡陳種育苗成活率的方法，其特征在于：所述提高瑪卡陳種育苗成活率方法的步驟為：
（1）瑪卡陳種殺菌消毒：將待處理的瑪卡陳種清洗后放入培養皿中，在培養皿中加入0.6%次氯酸鈉溶液，滅菌15～20min，滅菌后用超純水沖洗3～5次；
（2）瑪卡陳種活性劑浸泡處理：將瑪卡陳種浸泡先在低濃度活性劑中浸泡2～4h，然后將種子取出，晾干，用噴壺噴施高濃度的活性劑并翻動瑪卡種子使種子均勻浸濕，再次晾干，反復2～3次后將種子烘干；
（3）N+離子束注入瑪卡陳種：將瑪卡種子胚部朝向離子束注入方向放入樣品盤，離子注入前開機預熱2h，在真空下以能量為35KeV、束流大小10mA、每次脈沖時間為5s、靶室真空度為6.0×10-4～1.3×10-3Pa進行N+離子束注入；
（4）瑪卡陳種低溫干燥保存，超聲波處理后育苗：將離子束注入后的瑪卡陳種低溫干燥保存，育苗前用20%聚乙二醇溶液浸種20h，然后用55～65kHz超聲波處理10min，然后取出，浸種催芽2～3d后播種育苗。
所述步驟（2）中低濃度活性劑組分及配比為：ZnSO4 20～25g/L，CuSO4·5H2O 10～12g/L，MnCl2 6～8g/L；所述高濃度活性劑內組分濃度為低濃度活性劑的12～15倍。
所述步驟（3）中N+離子束注入劑量為0.9×1037ion/cm2～1.3×1037ion/cm2。
所述步驟（4）中低溫干燥保存指的是溫度低于5℃，濕度低于45%。
本發明相比現有技術有如下優點：
目前雖然有N+離子束注入和超聲波處理植物種子會提高出芽率的研究報道，但是N+離子束注入和超聲波處理對種子萌發的促進效果非常有限，實用價值較低。本發明創造性的采用活性劑處理后再施加離子束注入和超聲波處理的方法，藥劑處理、N+離子束注入和超聲波處理后出現顯著的協同效應，從而大大提高了瑪卡陳種的生活力和出苗率，對瑪卡種質資源的保護和利用、瑪卡生產及經濟效益的提高均具有重要意義。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步的說明。
一種提高瑪卡陳種育苗成活率的方法，該方法的步驟為：
（1）瑪卡陳種殺菌消毒：將待處理的瑪卡陳種清洗后放入培養皿中，在培養皿中加入0.6%次氯酸鈉溶液，滅菌15～20min，滅菌后用超純水沖洗3～5次；
（2）瑪卡陳種活性劑浸泡處理：將瑪卡陳種浸泡先在低濃度活性劑（低濃度活性劑組分及配比為：ZnSO4 20～25g/L，CuSO4·5H2O 10～12g/L，MnCl2 6～8g/L）中浸泡2～4h，然后將種子取出，晾干，用噴壺噴施高濃度的活性劑（高濃度活性劑內組分濃度為低濃度活性劑的12～15倍）并翻動瑪卡種子使種子均勻浸濕，再次晾干，反復2～3次后將種子烘干；
（3）N+離子束注入瑪卡陳種：將瑪卡種子胚部朝向離子束注入方向放入樣品盤，離子注入前開機預熱2h，在真空下以能量為35KeV、束流大小10mA、每次脈沖時間為5s、靶室真空度為6.0×10-4～1.3×10-3Pa進行N+離子束注入，N+離子束注入劑量為0.9×1037ion/cm2～1.3×1037ion/cm2；
（4）瑪卡陳種低溫干燥保存，超聲波處理后育苗：將離子束注入后的瑪卡陳種置于溫度低于5℃、濕度低于45%的低溫干燥環境下保存，育苗前用20%聚乙二醇溶液浸種20h，然后用55～65kHz超聲波處理10min，然后取出，浸種催芽2～3d后播種育苗。
實施例
一、不同處理方法對瑪卡陳種育苗成活率的影響
2012年從市場上采購新收獲的成熟充分的瑪卡種子，當年進行發芽率檢測，得到新種發芽率為89.4%。然后置于溫度低于5℃、濕度低于45%的低溫干燥環境下保存，2016年2月取出進行發芽試驗，瑪卡陳鐘的平均發芽率為26.4%，可以發現長時間的儲存已經嚴重影響了瑪卡種子的出芽率。
取瑪卡陳種，分成8組，每組200粒，育苗前分別采用進行不同處理方法，然后檢測陳種發芽率變化。不同分組對應的處理方法如下：
第1組采用本發明的綜合處理方法，具體為：（1）瑪卡陳種殺菌消毒：將待處理的瑪卡陳種清洗后放入培養皿中，在培養皿中加入0.6%次氯酸鈉溶液，滅菌17.5min，滅菌后用超純水沖洗4次；（2）瑪卡陳種活性劑浸泡處理：將瑪卡陳種浸泡先在低濃度活性劑（低濃度活性劑組分及配比為：ZnSO4 22.5g/L，CuSO4·5H2O 11g/L，MnCl2 7g/L）中浸泡3h，然后將種子取出，晾干，用噴壺噴施高濃度的活性劑（高濃度活性劑內組分濃度為低濃度活性劑的13.5倍）并翻動瑪卡種子使種子均勻浸濕，再次晾干，反復3次后將種子烘干；（3）N+離子束注入瑪卡陳種：將瑪卡種子胚部朝向離子束注入方向放入樣品盤，離子注入前開機預熱2h，在真空下以能量為35KeV、束流大小10mA、每次脈沖時間為5s、靶室真空度為0.9×10-4～1.05×10-3Pa進行N+離子束注入（在處理過程，真空室真空度會出現微弱變化），N+離子束注入劑量為1.1×1037ion/cm2；（4）瑪卡陳種低溫干燥保存，超聲波處理后育苗：將離子束注入后的瑪卡陳種置于溫度低于5℃、濕度低于45%的低溫干燥環境下保存，育苗前用20%聚乙二醇溶液浸種20h，然后用60kHz超聲波處理10min，然后取出，浸種催芽2d后播種育苗，測發芽率；
第2組僅采用藥劑處理，具體為：（1）瑪卡陳種殺菌消毒：將待處理的瑪卡陳種清洗后放入培養皿中，在培養皿中加入0.6%次氯酸鈉溶液，滅菌17.5min，滅菌后用超純水沖洗4次；（2）瑪卡陳種活性劑浸泡處理：將瑪卡陳種浸泡先在低濃度活性劑（低濃度活性劑組分及配比為：ZnSO4 22.5g/L，CuSO4·5H2O 11g/L，MnCl2 7g/L）中浸泡3h，然后將種子取出，晾干，用噴壺噴施高濃度的活性劑（高濃度活性劑內組分濃度為低濃度活性劑的13.5倍）并翻動瑪卡種子使種子均勻浸濕，再次晾干，反復3次后將種子烘干后育苗，測發芽率；
第3組僅采用N+離子束注入處理，具體為：（1）瑪卡陳種殺菌消毒：將待處理的瑪卡陳種清洗后放入培養皿中，在培養皿中加入0.6%次氯酸鈉溶液，滅菌17.5min，滅菌后用超純水沖洗4次；（2）N+離子束注入瑪卡陳種：將瑪卡種子烘干后胚部朝向離子束注入方向放入樣品盤，離子注入前開機預熱2h，在真空下以能量為35KeV、束流大小10mA、每次脈沖時間為5s、靶室真空度為0.9×10-4～1.05×10-3Pa進行N+離子束注入（在處理過程，真空室真空度會出現微弱變化），N+離子束注入劑量為1.1×1037ion/cm2，然后育苗，測發芽率；
第4組僅采用超聲波處理，具體為：（1）瑪卡陳種殺菌消毒：將待處理的瑪卡陳種清洗后放入培養皿中，在培養皿中加入0.6%次氯酸鈉溶液，滅菌17.5min，滅菌后用超純水沖洗4次；（2）瑪卡陳種低溫干燥保存，超聲波處理后育苗：瑪卡陳種烘干后置于溫度低于5℃、濕度低于45%的低溫干燥環境下保存，育苗前用20%聚乙二醇溶液浸種20h，然后用60kHz超聲波處理10min，然后取出，浸種催芽2d后播種育苗，測發芽率；
第5組僅采用藥劑處理和N+離子束注入處理，具體為：（1）瑪卡陳種殺菌消毒：將待處理的瑪卡陳種清洗后放入培養皿中，在培養皿中加入0.6%次氯酸鈉溶液，滅菌17.5min，滅菌后用超純水沖洗4次；（2）瑪卡陳種活性劑浸泡處理：將瑪卡陳種浸泡先在低濃度活性劑（低濃度活性劑組分及配比為：ZnSO4 22.5g/L，CuSO4·5H2O 11g/L，MnCl2 7g/L）中浸泡3h，然后將種子取出，晾干，用噴壺噴施高濃度的活性劑（高濃度活性劑內組分濃度為低濃度活性劑的13.5倍）并翻動瑪卡種子使種子均勻浸濕，再次晾干，反復3次后將種子烘干；（3）N+離子束注入瑪卡陳種：將瑪卡種子胚部朝向離子束注入方向放入樣品盤，離子注入前開機預熱2h，在真空下以能量為35KeV、束流大小10mA、每次脈沖時間為5s、靶室真空度為0.9×10-4～1.05×10-3Pa進行N+離子束注入（在處理過程，真空室真空度會出現微弱變化），N+離子束注入劑量為1.1×1037ion/cm2，然后播種育苗，測發芽率；
第6組僅采用藥劑處理和超聲波處理，具體為：（1）瑪卡陳種殺菌消毒：將待處理的瑪卡陳種清洗后放入培養皿中，在培養皿中加入0.6%次氯酸鈉溶液，滅菌17.5min，滅菌后用超純水沖洗4次；（2）瑪卡陳種活性劑浸泡處理：將瑪卡陳種浸泡先在低濃度活性劑（低濃度活性劑組分及配比為：ZnSO4 22.5g/L，CuSO4·5H2O 11g/L，MnCl2 7g/L）中浸泡3h，然后將種子取出，晾干，用噴壺噴施高濃度的活性劑（高濃度活性劑內組分濃度為低濃度活性劑的13.5倍）并翻動瑪卡種子使種子均勻浸濕，再次晾干，反復3次后將種子烘干；（3）瑪卡陳種低溫干燥保存，超聲波處理后育苗：將瑪卡陳種置于溫度低于5℃、濕度低于45%的低溫干燥環境下保存，育苗前用20%聚乙二醇溶液浸種20h，然后用60kHz超聲波處理10min，然后取出，浸種催芽2d后播種育苗，測發芽率；
第7組僅采用N+離子束注入處理和超聲波處理，具體為：（1）瑪卡陳種殺菌消毒：將待處理的瑪卡陳種清洗后放入培養皿中，在培養皿中加入0.6%次氯酸鈉溶液，滅菌17.5min，滅菌后用超純水沖洗4次；（2）N+離子束注入瑪卡陳種：將瑪卡種子烘干后胚部朝向離子束注入方向放入樣品盤，離子注入前開機預熱2h，在真空下以能量為35KeV、束流大小10mA、每次脈沖時間為5s、靶室真空度為0.9×10-4～1.05×10-3Pa進行N+離子束注入（在處理過程，真空室真空度會出現微弱變化），N+離子束注入劑量為1.1×1037ion/cm2；（3）瑪卡陳種低溫干燥保存，超聲波處理后育苗：將離子束注入后的瑪卡陳種置于溫度低于5℃、濕度低于45%的低溫干燥環境下保存，育苗前用20%聚乙二醇溶液浸種20h，然后用60kHz超聲波處理10min，然后取出，浸種催芽2d后播種育苗，測發芽率；
第8組不做任何處理，用于空白對照，測瑪卡陳種的發芽率。不同處理方式下瑪卡陳種的發芽率檢測結果如下表1所示。
由表1不同處理方式對瑪卡陳種發芽率影響的試驗結果可以發現，藥劑處理、N+離子束注入和超聲波處理均會對瑪卡陳種的發芽率產生正向效應，然而單一處理模式（第2、3、4組）對芽率的影響很有限（分別增益0.9%、8.0%、4.8%）。三種方式同時處理瑪卡陳種（第1組），瑪卡陳種的發芽率得到了顯著的提升，達到了58.6%，發芽率增益了32.2%，而三種處理單獨施加的增益效應之和僅為13.7%，說明三種處理方式的共同施加產生了協同效果。
分析表1還可以發現，去除藥劑處理或N+離子束注入的雙因素試驗（第6、7組），結果瑪卡發芽率均顯著降低，而去除超聲波處理的處理方式（第5組），瑪卡陳種的發芽率仍達到了51.4%，說明協同作用主要是藥劑處理和N+離子束注入互作產生的。
二、藥劑處理和N+離子束注入互作機理的分析
離子束注入產生生物效應與輻射等不同，離子束發揮作用是三位一體的，包括能量沉積、質量沉積和電荷交換。瑪卡種子受到離子束注入后，其生理生化產生多種多樣的變化，所以研究離子束與藥劑互作機理是非常困難的。通常狀況，離子束注入會對植物種子的萌發具有抑制效應，但是在低劑量狀況下，離子束注入會提高種子的發芽率，這是由于低能離子束注入會給種子細胞壁細胞膜上造成孔洞，從而提高了種子的通透性的結果。
離子束對生物體的濺射作用會破壞細胞壁和細胞膜結構，為外源物質進入細胞提供良好的微通道；伴隨著離子注入的質量沉積會降低細胞表面的負電性，減弱了受體對外源物質的靜電排斥作用；低能離子束對生物體的直接作用和間接作用使得藥劑濺射入細胞中，沉積在種子細胞表面的藥劑受到離子束的攻擊，從而濺射入細胞。藥劑處理與離子束注入互作增效機理又有不同，我們研究中發現，采用其它的藥劑或其它配比會降低藥劑效應，增加其它一些金屬離子甚至會產生抑制效應，說明藥劑中的元素在瑪卡陳種中里產生了化學作用。
在瑪卡陳種育苗中，我們發現ZnSO4 、CuSO4和MnCl2組合與離子束注入的協同效應最佳，其中，鋅與碳水化合物的轉化有關，也能促進蛋白質的合成，銅對氨基酸活化及蛋白質合成有促進作用，而錳能促進氨基酸合成肽，有利于蛋白質合成，也能促進肽水解生成氨基酸，并運往新生的組織和器官，而至于ZnSO4 、CuSO4和MnCl2濺射入種子后如何發揮作用的，其具體作用機理還有待進一步研究。
本發明通過藥劑處理、N+離子束注入和超聲波處理的協同效應，大大提高了瑪卡陳種的生活力和出苗率，對瑪卡種質資源的保護和利用、瑪卡生產及經濟效益的提高均具有重要意義。
以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內；本發明未涉及的技術均可通過現有技術加以實現。