復合磁電場對牛尾菜種子發(fā)芽率的影響研究

郝建衛(wèi)等

摘 要：選擇電場強度、磁場強度、誘導時間為參試因素，采用L25（35）正交試驗研究復合磁電場對牛尾菜種子萌發(fā)的影響。結果表明：電場強度、磁場強度對牛尾菜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢均有顯著影響，采用電場強度為80kV、磁場強度為1 400Gs、誘導時間為15min處理牛尾菜種子，其發(fā)芽率最高。

關鍵詞：牛尾菜；種子萌發(fā)；復合磁電場

中圖分類號 S567 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）06-09-03

牛尾菜（Smilax riparia A.DC），俗稱龍須菜，多年生草質藤本，為百合科菝葜屬植物。牛尾菜根狀莖有活血化瘀，祛痍止咳的功效，主治風濕性關節(jié)炎，筋骨疼痛，腰肌勞損等 [1]，是值得進一步篩選的抗癌植物種類之一[2]，是多種治療跌打損傷、祛風除濕類中成藥的核心原料。牛尾菜嫩莖葉鮮嫩可口，營養(yǎng)豐富[3-4]，清炒、燙食、煲湯皆宜，是藥食同源的美味佳肴。目前牛尾菜原料完全依賴野生資源，而長期掠奪性采挖，已導致其瀕臨枯竭，因此發(fā)展牛尾菜種植已成當務之急。

牛尾菜的繁殖方式主要是種子繁殖，但其種子休眠期長（至少1a以上），萌發(fā)很不一致，生產中通過機械損傷種皮、變溫、化學等處理也難以打破種子休眠和提高萌發(fā)率[5]，由此導致牛尾菜人工規(guī)模化種植難以推廣。本研究采用不同磁、電場強度、誘導時間對其種子進行誘導，篩選出有利于牛尾菜種子萌發(fā)的最佳處理組合，為牛尾菜種苗繁育和人工栽培奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料 牛尾菜種子：采自廣西桂林市興安縣華江鄉(xiāng)，選取黑色且充分成熟的牛尾菜漿果，去除果皮洗凈，自然晾干表面水分后備用。

1.2 儀器和設備 植物種苗磁電場復合誘導繁育系統(tǒng)：桂林電子科技大學和桂林亦元生現(xiàn)代生物技術有限公司聯(lián)合發(fā)明（專利公告號：CN102326471A），本系統(tǒng)包括磁場、電場產生與控制裝置。

1.3 實驗方法

1.3.1 牛尾菜種子發(fā)芽實驗 將牛尾菜種子經過目選，除去過小、畸形的種子，隨機分組。用植物種苗磁電場復合誘導繁育系統(tǒng)處理各分組種子，將處理后的種子以及對照組種子分別放入培養(yǎng)皿中，作好標記后置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，在20℃條件下進行發(fā)芽實驗。

1.3.2 復合磁電場誘導牛尾菜種子試驗設計 以電場強度、磁場強度為誘導因素，分別實驗電、磁場對牛尾菜種子發(fā)芽率的影響大小，然后以電場強度、磁場強度、誘導時間為參試因素，每個因素5個水平，選用正交表L25（35）設計正交試驗，正交試驗因素與水平見表1。試驗共26個處理，每個處理種子100粒，以未經復合磁電場處理的種子作為對照組，設3個重復。處理后的種子經光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)20d后，觀察其生長情況并測算其發(fā)芽勢、發(fā)芽率，根據(jù)發(fā)芽勢、發(fā)芽率，確定打破該類種子休眠的最佳復合磁電場參數(shù)和誘導時間。

1.3.3 測定方法 于首粒種子發(fā)芽后每天調查發(fā)芽粒數(shù)，直至發(fā)芽結束。以首粒種子發(fā)芽后20d內的發(fā)芽種子數(shù)計算發(fā)芽勢，以連續(xù)5d無種子發(fā)芽的發(fā)芽種子數(shù)計算發(fā)芽率。

發(fā)芽勢（%）=規(guī)定時間內發(fā)芽種子個數(shù)/供試種子總數(shù)×種子純度×100

發(fā)芽率（%）=發(fā)芽種子個數(shù)/供試種子總數(shù)×種子純度×100

2 結果與分析

2.1 磁場強度對牛尾菜種子發(fā)芽率的影響 選擇目測健康的牛尾菜種子分組進行磁場強度誘導實驗，磁場強度自500Gs起設置6個處理，每處理間隔300Gs，處理時間10min，以未用磁場處理為對照，重復3次。其結果見表2，除500Gs×10min的處理與對照相比差異不顯著外，其他處理與對照之間的差異達到顯著或極顯著水平，而處理間相互比較除個別情況外，無顯著差異，說明以一定磁場刺激牛尾菜種子，可以提高其發(fā)芽率。本試驗中，可使它發(fā)生這一效應的最佳磁場強度大約在1 400Gs，以后進一步增大磁場強度，并不能使種子的發(fā)芽率進一步提高。

2.2 電場強度對牛尾菜種子發(fā)芽率的影響 根據(jù)前人研究情況，短時高壓電場處理植物種子，可對植物種子發(fā)芽率產生促進或抑制的生物學效應，其效應大小因植物種類而異[6]。本實驗選擇目測健康的牛尾菜種子分組進行電場強度誘導實驗，電場強度自10kV起設置6個處理，每處理間隔20kV，處理時間10min，以未用電場處理為對照，重復3次。其結果表明（表3）：電場處理牛尾菜種子，其發(fā)芽率均有不同程度的增加，但效果除70kV×10min、90kV×10min的處理與對照相比差異顯著外，其他處理與對照之間的差異未達到顯著水平。說明以一定電場處理牛尾菜種子，可以提高其發(fā)芽率，但其發(fā)芽率并不隨處理強度的增加而增加。

2.3 復合磁電場對牛尾菜種子發(fā)芽的影響 基于上述單因子試驗，牛尾菜種子在電磁場單獨作用下，其發(fā)芽率均有不同程度的提高。本實驗以電場強度、磁場強度、誘導時間為誘導因素設計正交試驗，其結果見表4、5。從表4、5可看出電場強度、磁場強度、誘導時間對牛尾菜種子發(fā)芽率影響的最佳水平組合是A4B3C2，即電場強度為80kV，磁場強度為1 400Gs，誘導時間為15min；電場強度、磁場強度、誘導時間對牛尾菜種子發(fā)芽勢影響的最佳水平組合是A4B4C2，即電場強度為80kV，磁場強度為1 800Gs，誘導時間為15min。

根據(jù)實驗方差分析和F檢驗結果表明（表5）：電場強度間、磁場強度間對牛尾菜種子發(fā)芽率F值分別為29.47、6.53，電場強度間、磁場強度間對牛尾菜種子發(fā)芽率發(fā)芽勢F值分別為21.0、8.22，差異均達到顯著水平，而誘導時間的F值分別為0.47、0.78，差異不顯著。說明復合磁電場處理牛尾菜種子，可以提高其發(fā)芽率和發(fā)芽勢，作用時間對其發(fā)芽率和發(fā)芽勢影響不大。

3 討論

目前，牛尾菜的繁殖主要通過種子繁殖方式進行。但牛尾菜種子休眠期較長，至少1a以上，且萌發(fā)很不一致，實驗中我們采取了溫度、光照、激素、破殼等處理方式，其效果均不明顯。本實驗結果表明，采用一定的磁場、電場復合處理牛尾菜種子。可以促進發(fā)芽率，提高發(fā)芽勢，其原因可能與電磁場打破牛尾菜休眠，提高種子生活力，縮短發(fā)芽時間有關，但其機理還需進一步研究。

參考文獻

[1]南京中醫(yī)藥大學.中藥大辭典（2版）上冊[M].上海：上海科學技術出版社，2006：585.

[2]邵美妮，李天來，徐樹軍，等.牛尾菜的資源利用與研究現(xiàn)狀[J].安徽農業(yè)科學，2006，34（12）：2 722-2 723.

[3]王文和.牛尾菜營養(yǎng)成分分析[J].現(xiàn)代農業(yè)，1992（12）：17-18.

[4]邵美妮，王文和，等.牛尾菜的生物學特性[J].特種蔬菜，1999（6）：38.

[5]邵美妮，徐樹軍，李楠，等.牛尾菜種子發(fā)芽特性的初步研究[J].安徽農業(yè)科學，2006，34（23）：6 166-6 167.

[6]焦美俊，劉彥琴，胡瑞謙.靜電場對翠菊和牽牛種子萌發(fā)的影響[J].內蒙古農牧學院學報，1994，15（4）：43-46.

（責編：施婷婷）