高壓芒刺電場處理大豆及黃瓜種子對其萌發(fā)影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前，人口增長、土地減少、環(huán)境惡化正對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)，如何在有限土地資源和保護(hù)環(huán)境的前提下最大程度地提高作物產(chǎn)量正成為人類最重要的課題。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，保持和提高作物產(chǎn)量的途徑有兩種：一是通過改良土壤、使用肥料形成作物生長所需的土壤條件；另一是改良作物品種、改善作物生理生化過程，使之達(dá)到優(yōu)化生長。前者是化學(xué)農(nóng)業(yè)的特征，后者是生物農(nóng)業(yè)的努力方向。然而，這兩方面都有不足，因?yàn)榍罢呦拇罅磕茉矗⒃斐森h(huán)境惡化，后者需要大量資金投入和長期探

2、索。針對這些不足，近十幾年來出現(xiàn)了以光、電、磁為三大支柱的物理農(nóng)業(yè)的新概念，這個(gè)概念的基本思路是通過調(diào)節(jié)環(huán)境中的光、電、磁等物理因子來改變和控制作物生長。由于這些物理的方法可以實(shí)現(xiàn)人為調(diào)控作物生長，不會對環(huán)境造成污染，生態(tài)意義明顯，且不需要大量資金投入和能源消耗，特別適用于設(shè)施農(nóng)業(yè)和作物的工廠化生產(chǎn)，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。在物理農(nóng)業(yè)中，有關(guān)光和磁場對作物的影響已有一些研究，目前已經(jīng)開發(fā)成功了利用增光材料制備的光助營養(yǎng)素和利用稀土、工礦

3、廢渣等材料制備的各種磁性復(fù)合肥料。這些物理新技術(shù)的應(yīng)用已獲得了良好的增產(chǎn)效果。相對而言，異常環(huán)境電場對作物的影響尚不明確，還沒有能夠帶來實(shí)用價(jià)值的相關(guān)農(nóng)業(yè)新技術(shù)產(chǎn)生。因此，有必要系統(tǒng)和深入地開展異常環(huán)境電場對作物的影響研究。 大豆是我國大面積種植的農(nóng)作物之一，具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要原料，與我們的日常生活息息相關(guān)，因此改善大豆品質(zhì)、提高大豆產(chǎn)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)已有理論，高壓靜電場對生物體的生長確有刺激作用，

4、并且促進(jìn)種子萌發(fā)的作用已得到很多實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，但采用芒刺電場的極少，同時(shí)對幾種芒刺電場的生物效應(yīng)進(jìn)行綜合比較的報(bào)導(dǎo)至今未見。另外，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是在水介質(zhì)參與萌發(fā)過程中進(jìn)行的，本實(shí)驗(yàn)選取兩種農(nóng)作物種子進(jìn)行研究。首先在前人已驗(yàn)證正高壓電場對水介質(zhì)參與的大豆種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用的這一前提下，將吉豆一號干種子在多個(gè)場強(qiáng)條件下進(jìn)行處理，并將處理后的干種子分時(shí)段進(jìn)行萌發(fā)，試圖找出這其中的規(guī)律來分析靜電場促進(jìn)種子萌發(fā)和提高種子活力的機(jī)理；其次，利用正高

5、壓芒刺電場的多個(gè)場強(qiáng)對水浴萌芽中的黃瓜種子進(jìn)行處理，通過對不同場強(qiáng)的正高壓芒刺電場對黃瓜種子萌發(fā)的宏觀指標(biāo)和生化指標(biāo)的影響分析，找到規(guī)律，確定黃瓜種子萌發(fā)的最佳促進(jìn)電壓值。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：1．高壓芒刺電場對吉豆一號干種子處理后的萌芽過程具有短時(shí)抑制作用，特別是電場處理后間隔0 h和24 h萌芽的4 kV電場處理組的發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)都有大幅度降低。此外，間隔0 h和24 h萌芽的所有電場處理組與對照組相比發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)

6、和活力指數(shù)都有降低。2．高壓芒刺電場處理后的吉豆一號干種子在間隔72 h后萌芽的所有各組與對照組相比發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)都有明顯升高，顯示出電場效應(yīng)對大豆萌芽的促進(jìn)作用，特別是2kV和4kv各組提高幅度特別顯著。正場2kV和4kV發(fā)芽勢分別提高了8.3％和18.5％，發(fā)芽指數(shù)分別提高了6.5％和12.89％，活力指數(shù)分別提高了21.16％和31％；負(fù)場2 kV和4 kV發(fā)芽勢分別提高了15.6％和11.93％，發(fā)芽指數(shù)都提高了46

7、％，活力指數(shù)分別提高了13.67％和18.99％；交變場2 kV和4 kV發(fā)芽勢分別提高了33.94％和26.61％，發(fā)芽指數(shù)分別提高了15.65％和11.06％，活力指數(shù)提高了44.87％和25.54％。而且正場與交變場的促進(jìn)作用比負(fù)場的效果更明顯。3.高壓芒刺電場處理后的吉豆一號干種子在間隔120 h后萌芽的所有各組與對照組相比發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等各方面宏觀指數(shù)差異不大，體現(xiàn)出電場效應(yīng)在種子當(dāng)中消退的現(xiàn)象，基本上與對照組持平

8、。4．正高壓芒刺電場對水域中黃瓜萌芽過程的影響是具有明顯的促進(jìn)作用，電場作用下，黃瓜發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均有顯著提高。特別電壓為3 kV時(shí)，電場使發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別提高27.9％、27.89％和46.84％。生化檢測發(fā)現(xiàn)，電壓為3 kV時(shí)淀粉酶活性顯著提高，較對照組提高了508.09％。而電場對淀粉酶的作用為隨電場的增加先促進(jìn)后抑制。 因此，無論干種子還是濕種子，經(jīng)過適當(dāng)強(qiáng)度的高壓電場短時(shí)處理均能明顯影響種子的