等離子體技術(shù)處理對辣椒幼苗生長的影響

摘要：利用不同電流強度和處理次數(shù)組合的等離子體技術(shù)處理辣椒（Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ．）種子，進行發(fā)芽和育苗試驗。結(jié)果表明，適宜電流強度和處理次數(shù)組合的處理Ｂ（電流強度為１Ａ、處理次數(shù)為３次）與處理Ｃ（電流強度為２Ａ、處理次數(shù)為１次）對辣椒種子的萌發(fā)和幼苗生長有促進作用；電流強度弱或處理次數(shù)少組合的等離子體技術(shù)處理辣椒種子，其促進作用不明顯；而用電流強度強或處理次數(shù)多組合的等離子體技術(shù)處理辣椒種子，對辣椒種子的萌發(fā)和幼苗生長又有抑制作用。綜合各項指標，處理Ｂ和處理Ｃ對辣椒種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、種子活力指數(shù)及辣椒幼苗的壯苗指數(shù)等各項指標均有不同程度地增加，是適宜的電流強度和處理次數(shù)組合。

關(guān)鍵詞：等離子體；辣椒；幼苗生長

中圖分類號：Ｓ１２９；Ｓ６４１．３；Ｓ６１文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）22－4622-04

Effect of Plasma Treatment on the Growth of Capsicum annuum Seedlings

ＨＵ Ｊｕｎ－ｊｉｅ，ＪＩＮ Ｙｉ－ｚｈｕ，ＬＩＵ Ｃｈａｎｇ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｊｉｌｉｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｊｉｌｉｎ １３２１０１， Ｊｉｌｉｎ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｔｅｓｔ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ times ｔｏ ｔｒｅａｔ Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ． ｓｅｅｄｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｂ （１ Ａ of ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ３ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ times） ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｃ （２ Ａ of ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ １ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ time）， ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ times， ｈａｄ ｔｈｅ effect ｏｆ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｓｅｅｄｓ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｇｒｏｗｔｈ． Ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ effect ｏｆ ｐｌａｓｍａ ｔｏ ｓｅｅｄｓ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｇｒｏｗｔｈ ｗｈｅｎ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｌｏｗｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｆｅｗｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ times ｗａｓ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ． Ｂｕｔ ｔｈｅ ｐｌａｓｍａ ｈａｄ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｅｄｓ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｇｒｏｗｔｈ ｗｈｅｎ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ times． Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｂ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｃ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ， ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ， ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ｃ． ａｎｎｕｕｍ ｓｅｅｄｓ， ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈｙ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： pｌａｓｍａ； Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ．； ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｇｒｏｗｔｈ

等離子體種子處理技術(shù)是國家“８６３”高技術(shù)發(fā)展計劃中第一批生物和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新技術(shù)項目，是將太空育種技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的一項先進技術(shù)。等離子體不是一種特殊物質(zhì)，它只是物體存在的一種狀態(tài)，宇宙中９９％的物質(zhì)是等離子體；物體溫度升高使物體內(nèi)部分子熱運動加快，分子的距離拉大使引力下降，改變了物體的狀態(tài)；當固體加熱溫度升高會變?yōu)橐后w，液體加熱會變?yōu)闅怏w。如果對氣體再加熱，當溫度達到一定程度，分子熱運動進一步加劇，原子的核外電子就會具有相當大的動能，核外電子將擺脫原子核的束縛而成為自由的電子，失去電子的原子便成為帶電的離子，它與自由電子所帶的負電量相等，所以叫做等離子體。這一過程只改變物體的狀態(tài)和存在方式，并沒有改變物質(zhì)的化學成分。等離子體可以發(fā)光、產(chǎn)生電磁場等物理能量，是物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)，太陽就是一個巨大的等離子體。等離子體種子處理機，是在耀室中安裝等離子體發(fā)生器，通電后等離子體發(fā)生器產(chǎn)生等離子體，以此激發(fā)種子內(nèi)部各種物質(zhì)的活性；同時產(chǎn)生的能量可擊開空氣中的氧氣，產(chǎn)生臭氧，殺死種子表面的細菌。通過等離子體發(fā)出的各種能量作用于種子，使種子的活力得到提升，提高種子的健壯程度，增強種子的發(fā)芽勢，提升種子的發(fā)芽率，可使種子出苗整齊，苗期生長旺盛，增強抵御自然災(zāi)害的能力，具有促進早熟、增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)［１，２］等功效。試驗通過改變種子處理的電流強度、處理次數(shù)，研究了等離子體技術(shù)對辣椒（Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ．）種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，以期從中選出最適宜的電流強度和處理次數(shù)組合。

１材料與方法

１．１材料

供試辣椒品種為美國牛角椒；等離子體處理種子機由大連博事等離子體有限公司提供。試驗于２００９年３～５月在吉林農(nóng)業(yè)科技學院果蔬實驗室、實習園藝場進行。

１．２試驗設(shè)計

１．２．１試驗處理辣椒種子處理于發(fā)芽試驗前１ ｄ進行，電流強度和處理次數(shù)的組合［３－６］見表１。

１．２．２發(fā)芽試驗把５種不同處理組合的辣椒種子經(jīng)等離子體處理種子機處理后，浸在清水中６ ｈ，然后用質(zhì)量分數(shù)為１％的硫酸銅溶液浸種５ ｍｉｎ，洗干凈種子，各處理組合分別取１５０粒擺放于培養(yǎng)皿中，３次重復，每重復５０粒，在２５～３０ ℃條件下催芽，催芽第六天時觀測發(fā)芽數(shù)并計算發(fā)芽勢，第１４天時觀測發(fā)芽數(shù)并計算發(fā)芽率，第１４天觀測胚根長度并計算種子活力指數(shù)。

發(fā)芽勢（ＧＩ）＝∑（Ｇｔ／Ｄｔ）。

式中，Ｇｔ為第ｔ天的發(fā)芽數(shù)，Ｄｔ為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)；

發(fā)芽率＝累計發(fā)芽種子數(shù)／供試種子數(shù)×１００％。

活力指數(shù)（ＶＩ）＝Ｓ×ＧＩ。

式中，Ｓ為平均根長（ｍｍ）。

１．２．３育苗試驗采用５４孔穴盤進行無土基質(zhì)育苗，無土基質(zhì)為草炭７０％（體積分數(shù)）、爐渣３０％（體積分數(shù)）、每立方米加５ ｋｇ的“千代田”牌有機肥，播種前將穴盤澆透水。將不同處理組合的辣椒種子播于基質(zhì)穴盤中，每穴１粒，每個處理組合播一整苗盤，隨機排列，３次重復。苗期管理同生產(chǎn)育苗管理。播種后第１０天時，隨機取５株苗，觀測株高、莖粗、地上部分干重、地下部分干重，以后每隔１０ ｄ測定１次，共測定５次。育苗結(jié)束時，計算壯苗指數(shù)、Ｇ值及根冠比。

壯苗指數(shù)＝（莖粗／株高＋地下部分干重／地上部分干重）×全株干重；

Ｇ值＝全株干重／育苗天數(shù)；

根冠比＝地下部分干重／地上部分干重。

２結(jié)果與分析

２．１等離子體技術(shù)處理組合對辣椒種子發(fā)芽特性的影響

等離子體技術(shù)處理對辣椒種子發(fā)芽特性的影響結(jié)果見表２，由表２可知，不同處理組合的辣椒種子，其發(fā)芽勢、發(fā)芽率及種子活力指數(shù)均出現(xiàn)了明顯的差異。其中處理Ｂ、處理Ｃ與處理Ａ、處理Ｄ、對照之間在發(fā)芽勢方面達到了極顯著差異水平，發(fā)芽勢高低的順序是處理Ｃ＞處理Ｂ＞處理Ａ和對照＞處理Ｄ；處理Ｂ、處理Ｃ與處理Ａ、處理Ｄ、對照之間在發(fā)芽率方面達到了極顯著差異水平，處理Ａ、對照與處理Ｄ之間的發(fā)芽率也達到了極顯著差異水平，發(fā)芽率高低的順序是處理Ｃ＞處理Ｂ＞處理Ａ＞對照＞處理Ｄ；處理Ｂ、處理Ｃ與處理Ａ、處理Ｄ、對照之間在種子活力指數(shù)方面達到了極顯著差異水平，處理Ａ、對照與處理Ｄ之間的種子活力指數(shù)也達到了極顯著差異水平，種子活力指數(shù)高低的順序是處理Ｃ＞處理Ｂ＞處理Ａ＞對照＞處理Ｄ。由此說明，適宜的電流強度與處理次數(shù)對辣椒種子發(fā)芽具有促進作用，過強的電流強度與過多的處理次數(shù)抑制了辣椒種子發(fā)芽。

２．２等離子體技術(shù)處理組合對辣椒幼苗生長的影響

等離子體技術(shù)處理對辣椒幼苗株高生長的影響見圖１，由圖１可見，在辣椒幼苗生長過程中，播種后２０ ｄ各處理間的株高基本相同，播種后３０ ｄ 出現(xiàn)差異，在４０ ｄ前后生長速度開始加快，并且各處理間出現(xiàn)了明顯的差異，在育苗結(jié)束時，處理Ｃ的株高最高，達１８．８９ ｃｍ，而處理Ｄ的株高最低，只有１６．７３ ｃｍ，相差２．１６ ｃｍ。等離子體處理技術(shù)對辣椒幼苗莖粗生長的影響見圖２，由圖２可見，播種后前１０ ｄ莖粗增速基本一致，從播種后２０ ｄ開始，各處理之間的莖粗出現(xiàn)了差異，以處理Ｃ的莖粗最粗，處理Ｄ的莖粗最細，莖的粗細順序為處理Ｃ＞處理Ｂ＞處理Ａ＞對照＞處理Ｄ，并且一直保持到育苗結(jié)束。由此說明，適宜的電流強度與處理次數(shù)對辣椒幼苗的莖粗、株高生長有促進作用，過強的電流強度與過多的處理次數(shù)卻產(chǎn)生抑制作用。

２．３等離子體技術(shù)處理組合對辣椒幼苗地上部分干重、地下部分干重的影響

等離子體技術(shù)處理對辣椒幼苗地上部分干重的影響結(jié)果見圖３，由圖３可見，地上部分干重隨育苗天數(shù)的增加而增加。播種后４０～５０ ｄ，地上部分干重的增重非常顯著，育苗結(jié)束時，處理Ｃ的干重達到了０．８８ ｇ，而處理Ｄ的干重只有０．６２ ｇ，相差０．2６ ｇ。等離子體技術(shù)處理對辣椒幼苗地下部分干重的影響結(jié)果見圖４，由圖４可見，地下部分干重隨播種天數(shù)的增加而增加。播種后３０～５０ ｄ，地下部分干重的增重顯著，育苗結(jié)束時，處理Ｃ的干重達到了０．３４ ｇ，而處理Ｄ的干重只有０．１７ ｇ，相差０．１７ ｇ。綜合全株的干重情況來看，處理Ｄ的干重（地上、地下）始終低于其他處理和對照，說明過強的電流強度與過多的處理次數(shù)對辣椒幼苗的全株干重有較強的抑制作用。

２．４等離子體技術(shù)處理組合對辣椒幼苗根部發(fā)育特性的影響

等離子體技術(shù)處理對辣椒幼苗根部發(fā)育特性的影響結(jié)果見表３，由表３可見，處理Ｂ、處理Ｃ與處理Ａ、處理Ｄ、對照之間在根冠比方面達到了極顯著水平的差異，處理Ａ又與處理Ｄ、對照之間達到了極顯著水平的差異，各處理根冠比的大小排序是處理Ｃ＞處理Ｂ＞處理Ａ＞對照＞處理Ｄ。

處理Ｂ、處理Ｃ與處理Ａ、處理Ｄ、對照在Ｇ值方面達到了極顯著水平的差異，處理Ａ、對照又與處理Ｄ達到了極顯著水平的差異，各處理Ｇ值的大小排序是處理Ｃ＞處理Ｂ＞處理Ａ＞對照＞處理Ｄ。

壯苗指數(shù)是衡量幼苗質(zhì)量高低的重要指標之一，由表３分析可知，處理Ｃ與處理Ｂ、處理Ａ、處理Ｄ、對照之間在壯苗指數(shù)方面達到了極顯著水平的差異，處理Ｂ與處理Ａ、對照、處理Ｄ之間達到了極顯著水平的差異，處理Ａ與處理Ｄ、對照之間也達到了極顯著水平的差異，各處理壯苗指數(shù)的大小排序是處理Ｃ＞處理Ｂ＞處理Ａ＞對照＞處理Ｄ。

３小結(jié)

等離子體技術(shù)處理辣椒種子后，對種子的萌發(fā)具有一定的影響，試驗結(jié)果表明，電流強度為１Ａ、處理次數(shù)為３次或電流強度為２Ａ、處理次數(shù)為１次的處理組合的辣椒種子與其他不同等離子體技術(shù)處理組合相比，其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、種子活力指數(shù)均有所提高；而電流強度為２Ａ、處理次數(shù)為２次的處理組合辣椒種子發(fā)芽受到了抑制，與沒有用等離子體技術(shù)處理的組合相比，其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、種子活力指數(shù)均有所下降。等離子體技術(shù)處理辣椒種子后，對辣椒幼苗的生長也有一定的影響，適宜電流強度與處理次數(shù)的組合處理的幼苗莖粗、株高、地上部分干重、地下部分干重、根冠比、Ｇ值及壯苗指數(shù)均有所提高。

試驗結(jié)果表明，適宜的電流強度和處理次數(shù)等離子體技術(shù)組合處理辣椒種子后，對辣椒種子的萌發(fā)及幼苗生長均有促進作用。電流強度弱或處理次數(shù)少組合的等離子體技術(shù)處理辣椒種子，對辣椒種子萌發(fā)及幼苗生長的促進作用不明顯；而電流強度強或處理次數(shù)多組合的等離子體技術(shù)處理辣椒種子，對辣椒種子萌發(fā)及幼苗生長又會產(chǎn)生明顯的抑制作用。由于種子發(fā)芽環(huán)境的復雜性，等離子體技術(shù)處理辣椒種子后，在低溫、高溫、較高鹽濃度及干旱等逆境條件下種子發(fā)芽及幼苗的生長是否也存在促進作用，有待下一步研究探討。

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