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2006年10月1日 作者:zxf [返回]
空间静电场对赤豆种子萌发的影响

空间静电场对赤豆种子萌发的影响

 

詹喜法(浙江省丽水市农科所快繁中心)

 

摘要: 植物种子经过高压静电场处理,能有效地影响种子蛋白质和酶的活性以及自由基的活动,提高种子的ATP含量,进而提高种子的活力,强度不同的电场对种子的效果不一样,本试验选取了4个不同的电场来探讨处理效果最佳的组合,从而提供生产依据。

 

关键词静电场、赤豆

 

电场是植物生长发育必不可少的的环境因素之一。1997年电场种子处理技术已列入国家科委科技成果推广计划,在1998年被列入星火科技计划推广项目。目前已得到广泛应用。空间电场可广泛影响植物的各种生理活动,其中用于培育优良种子发芽率的空间电场方法已基本成熟, 种子的活力主要由自身的胚和胚乳量的多少来决定。要提高种子发芽率,施加空间电场的方法,可以有效地提高胚乳量及蛋白质和微量元素的含量[2]。还可使酶的活性得到
激活,如淀粉酶、脱氢酶、酸性磷脂酶、过氢化氢酶、过氧化酶等酶,如脱氢酶的活性不但能反映种子的发芽势,还能评定种子健壮强度,种子的活力与脱氢酶活力呈正比例,种子经过静电处理后,种子健壮度的提高,大大缩短了发芽时间。

   电场作用的原理

  空间电场作为一个影响植物生长的环境因子,已经等到有效证实。电场技术的应用起源于对大气电场的研究。地球上所有的生物,每时每刻都在大气电场的作用之中,使生物在生长过程中形成了电生理的过程。据测试,地球表面的大气电场强度在晴天为120v/m左右。大气电场是一个动态过程,雷雨天大气电场的场强大小和方向发生激烈变化。电场强度变化率的大小是形成植物体内高效率的生物电流和快速生长的根本原因。人为地为植物生长环境施加一定变化率的电场, 将有利于植物的生长。植物电生理活动与环境电场的变化紧密相关。

1.1     电场刺激提高植物吸收CO2的能力

植物吸收CO2的过程是一个植物电生理的过程。CO2是植物中形成胚乳量的主要原料,是植物生长过程中的内动力源。电气技术的使用,可以有效地提高植物中胚乳量的形成量,使植物体的生命力大大提高[3]

1.2     电场刺激产生氮氧化物,导致种子胚体积的增大

氮氧化物是形成植物蛋白质,核酸的主要原料之一。在一定条件下,空气中的氮气和氧气可形成氮氧化物,这些氮化物可作为氮肥供给植物使用,特别是在空气湿度较大的情况下极易转化为植物可迅速利用的氮肥。在空间电场环境中,高压静电附近将产生放电现象,并形成氮化物,一定浓度的氮化物在空间电场的作用下与空气的水雾粒子相结合而形成速效氮肥。空气速效氮肥的形成可使植物中形成蛋白质等有效物质的量增大,进而利于培育出高品质植物[4]

1.3     电场刺激提高淀粉、蛋白质的形成量[5]

CO2和氮氧化物都是形成植物淀粉和蛋白质的原料。CO2和氮氧化物等外源营养物含量的增加以及植物体活力的提高,都有利于淀粉和蛋白质的形成。植物电生理活动加强,是植物生命体健康成长的重要表现。电场技术的使用,将加强植物电生理活动,提高淀粉和蛋白质的生成量。

1.4     电场技术可以促进植物吸收矿物质

矿物质一般以离子形式进入植株体内,比如,植物对Ca2+No3-Bo3-等的吸收。这些离子在空间电场的作用下,提高了进入植株体的能力,

并在植株体内参加各种生物电化学反应,促进了含矿物质较多的胚乳和胚质成分的形成,能使种子的产量和活力得到有效的提高

材料与方法

材料

1.1     种子

选用浙江省丽水市农科所提供的2005年收获的赤豆种子,休眠过一年的干种子,发芽率达90%以上。

1.2     实验仪器

高压静电发生器,该仪器由浙江省丽水市农科所快繁中心开发,利用电子线路产生高频矩形波,从而形成木冲式电流,电压的高低可调。

芽苗菜智能化生产设备,该设备由浙江省丽水市农科所快繁中心开发生产,该设备可为种子提供最佳的温、光、汽、热等环境,使种子达到最高的发芽率。

电子天平、游标卡尺

试验条件:全封闭的废弃厂房

方法

   选择色泽鲜明、籽粒饱满,大小中号、无蛀虫、无机械损伤的干种子各750,用高低不同的电场各处理半个小时(3万伏、4万伏、5万伏、6万伏),重复3次,再以每盘250的量均匀播于托盘中,放于托盘架上,开启芽苗菜智能生产设备。

试验结果及分析

经过5天以后进行测量,其测量平均结果见表一

表一

      

高度

(厘米)

粗度

(厘米)

整齐率(%

发芽率(%

生物量

(克)

3万伏

209

036

85

87

52

5万伏

225

038

95

95

54

7万伏

218

035

93

93

53

9万伏

197

041

92

85

51

空白

203

036

73

87

49

高度:从根颈部位开始测量

重量:每盘的平均重量

空间静电场处理后的结果与对照相比差异显著性见表二

表二

      

高度增长(%

粗度增长(%

整齐率增长(%

发芽率增长(%

生物量增长(%

3万伏

29

0

164

0

62

5万伏

108

56

301

92

102

7万伏

74

-28

274

69

82

9万伏

-29

14

260

-23

41

从表二可以看出,以空间电场5万伏,处理半个小时无论从赤豆的高度、粗度还是总的生物量都明显高于对照,而用9万伏的电场处理半个小时,其效果都明显低于对照,有明显的抑制作用,而从后续的结果看出,处理时间越长,空间电场越强,越明显。

在场强为9万伏处理半个小时,赤豆种子的各项指标都呈明显的下降趋势,因而可把9万伏处理半个小时作为赤豆种子的最高处理场强。

总之,通过本试验,可得出空间静电场作为赤豆芽苗菜的前处理,其高度、粗度、总的生物量等因子与对照都有明显的增加。

但本次实验对时间的长短没有明显的渐变,要达到同样好的效果,场强越高,处理时间是否就应该越短,还有待进一步的探讨。

参考文献:

[1]张振球.静电场生物效应[M].万国学术出版社,1989.1~6

[2]魏漉 种子活力及其应用[J],种子,1986,(2):3941

[3]Sidaway G H,Aspray G F,Influence of electrostaitic field on plant respiration [J],Int Binomereor,1968,12:321~329

[4]白希尧等,静电处理种子的生物效应研究(一) 《静电》,198831),1015

[5]韩德恩.静电场处理植物种子和植株的效应[J].湖北农业科学,1999,(5):2627

[6]MURK L E. Mechanism of plant-dell damage in an elec-trostantic failed[J]. Nature196420113051306

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