高壓靜電場對陳年棉種發芽及活力的影響

王宣高，陸長民，王秀蓮，劉 輝，亓 雙，張麗萍（聊城大學農學院，山東聊城 252000）

高壓靜電場對陳年棉種發芽及活力的影響

王宣高，陸長民，王秀蓮，劉 輝，亓 雙，張麗萍（聊城大學農學院，山東聊城 252000）

本試驗研究了在3200 kV/m適宜高壓靜電場中，0 s、10 s、20 s、40 s、60 s、80 s不同處理時間對棉花陳年半毛籽發芽及活力的影響。結果表明：在高壓靜電場中，在0～60 s內，隨著處理時間的增加，陳年棉種的發芽勢、發芽率、簡化活力指數以及脫氫酶的活性提高顯著，絕對電導率則呈現下降趨勢，陳年棉種活力提高；在處理時間為60 s時處理效果達到最佳，其簡化活力指數由最初的271.1升高至358.8；而隨著處理時間的繼續增加，處理效果逐漸減弱。

棉種；靜電場；種子；發芽率；發芽勢；活力指數

種子活力即種子的健壯度，是種子發芽率和出苗率、幼苗生長的潛勢、植株的生長能力和生產潛力的總和，是種子品質的重要指標。目前，已有大量關于種子播前處理提高種子活力的研究報道，特別是應用電場處理具有成本低廉、方法簡單、效果明顯、無污染等優點而引起了人們的極大興趣。高壓靜電場可促進種子萌發和根系生長，提高淀粉酶、蛋白酶、脂肪酸、過氧化物酶和酯酶等的活性，促進作物新陳代謝。這是因為高壓電場作用影響生物體的電特性，高壓電場作用在生物膜上改變了膜上電荷分布，影響了膜電位，使種子吸水后離子擴散與電致泵系統運轉活躍，從而驅動合成更多的酶,高壓電場影響了膜透性，同時也影響了酶活性；高壓電場可使蛋白質、氨基酸、維生素及油料作物的含油量增加[1～6]。

棉花種子經高壓靜電場處理后，其發芽率、活力及抗病能力都有顯著提高[7]。電場處理小區的棉花產量都比對照高10%以上[8]。劑量不同，生物產生效應也不同，即相同生物施以不同劑量的電場強度和時間，產生的效果各異。合適的劑量可提高種子的活力，增強種子萌發期的新陳代謝水平，不適合的劑量抑制種子的發芽，靜電場對生物的影響存在一個閥值[9]。本試驗采用高壓靜電場處理棉花陳年半毛籽，考察其在陳年棉種活力的作用，以期為陳年棉種再利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種為魯棉研28號一年陳棉種，由山東省聊城農業學校植保技術服務站提供；處理儀器為山東農業大學機電學院自制高壓靜電發生器。

1.2 處理方法

利用平行板電場輸出穩定高壓，保持場強穩定為3200 kV/m，將待處理棉花半毛籽干種子單層平鋪在平行板上，分別處理 10 s、20 s、40 s、60 s、80 s。

1.3 試驗方法

1.3.1 種子發芽指標、活力指數測定：此試驗主要參照了國際種子檢驗規程[10]進行種子發芽實驗，設3次重復，每個重復30粒種子。恒溫25℃，置于3GX2型智能光照培養箱發芽，每天觀察記載并加水，在第4天統計發芽勢，第12天統計發芽率，測量苗高，計算活力指數。

1.3.2 種子絕對電導率測定：不同處理時間的棉花種子分別各取50粒，重復3次，以蒸餾水作對照，靜置于20℃生化恒溫培養箱中24 h后，在室溫條件下用BFRL-210型中文實驗室電導率儀測定種子浸出液的電導率。

1.3.3 酶活性測定：設3次重復，以TTC法測定棉花種子脫氫酶活性。

2 結果與分析

2.1 不同處理時間對陳年棉種發芽指標的影響

從圖1中可見，在處理時間為0～20s內，陳年棉種的發芽勢及發芽率基本保持不變；當處理時間達到20 s以后，陳年棉種的發芽勢及發芽率上升趨勢明顯，并于60 s時達到最高值，棉種的發芽勢由53.3%上升到68.9%，上升了13.6個百分點，而發芽率由66.7%上升到76.7%，上升了10個百分點；60 s以后處理效果逐漸減弱。

2.2 不同處理時間對陳年棉種簡化活力指數的影響

從圖2中可見隨著高壓靜電處理時間的延長，陳年棉種的簡化活力指數在處理時間為0 s～60 s總體呈現上升趨勢，當處理時間達到60 s之后，棉種的簡化活力指數開始出現下降的趨勢。結果表明當場強為3200 kV/m時，處理時間為60 s對陳年棉種活力再激活效果最明顯。

2.3 不同處理時間對陳年棉種絕對電導率值的影響

試驗結果表明，在0～60 s內，不同處理的棉種絕對電導率都表現出了隨著處理時間的延長絕對電導率呈逐漸下降的趨勢。當處理時間達到40～60 s時，棉種的絕對電導率值下降至一個低范圍區間，其中處理時間為60 s時達到最低值，為24.02 μs/cm·g。在60～80 s時，棉種的絕對電導率呈輕微上升趨勢。

2.4 不同處理時間對陳年棉種脫氫酶活性的影響

由圖4可知，隨著高壓電場作用時間的增長，逐漸改變了膜上電荷分布，影響了膜電位，使種子吸水后離子擴散與電致泵系統運轉活躍，從而驅動合成更多的酶，同時也影響了酶活性，使陳年棉種的脫氫酶活性由0 s時的2.5341上升至60 s時的3.4362，然后開始下降。

3 小結與討論

從試驗結果可知，陳年棉種的發芽勢、發芽率、簡化活力指數、電導率及種子的脫氫酶活性與適宜電場強度的處理時間相關且極為顯著。隨著處理時間的增加，陳年棉種的發芽率、簡化活力指數都有顯著提高，絕對電導率也有明顯下降；隨著處理時間的繼續增加，處理效果逐漸減弱。選擇適宜的電場強度及處理時間可大大提高種子的活力。本試驗以60 s處理效果最佳。

高壓靜電場處理棉花種子簡單易行，效果良好，并且無藥害殘毒，是一種行之有效的種子處理的好方法。適宜劑量的高壓靜電處理陳年棉種，可提高種子活力指數，改善種子內部代謝水平。但只此一項種子處理技術還不能充分激活陳年棉種的活力，使其達到再利用的標準。陳年棉種活力再激活的機理有待進一步的探討。

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1005-2690（2011）06-0023-02

S 562.041

A

2011-03-30