高壓芒刺電場處理大豆及黃瓜種子對其萌發(fā)影響的實驗研究.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，因為前者消耗大量能源，并造成環(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，還沒有能夠帶來實用價值的相關(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、并且促進種子萌發(fā)的作用已得到很多實驗的證實，但采用芒刺電場的極少，同時對幾種芒刺電場的生物效應(yīng)進行綜合比較的報導(dǎo)至今未見。另外，大多數(shù)實驗都是在水介質(zhì)參與萌發(fā)過程中進行的，本實驗選取兩種農(nóng)作物種子進行研究。首先在前人已驗證正高壓電場對水介質(zhì)參與的大豆種子的萌發(fā)有促進作用的這一前提下，將吉豆一號干種子在多個場強條件下進行處理，并將處理后的干種子分時段進行萌發(fā)，試圖找出這其中的規(guī)律來分析靜電場促進種子萌發(fā)和提高種子活力的機理；其次，利用正高

5、壓芒刺電場的多個場強對水浴萌芽中的黃瓜種子進行處理，通過對不同場強的正高壓芒刺電場對黃瓜種子萌發(fā)的宏觀指標和生化指標的影響分析，找到規(guī)律，確定黃瓜種子萌發(fā)的最佳促進電壓值。 實驗結(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作用比負場的效果更明顯。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，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后抑制。 因此，無論干種子還是濕種子，經(jīng)過適當(dāng)強度的高壓電場短時處理均能明顯影響種子的