恒定磁場(chǎng)對(duì)加工型番茄屯河9號(hào)種子萌發(fā)的影響

袁禎燕，朱繼康，吳松林，李 冠*

(1.新疆博眾信息開發(fā)有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830000；2.新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830046)

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恒定磁場(chǎng)對(duì)加工型番茄屯河9號(hào)種子萌發(fā)的影響

袁禎燕1，2，朱繼康1，吳松林1，李 冠1*

(1.新疆博眾信息開發(fā)有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830000；2.新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830046)

[目的]探究磁場(chǎng)對(duì)加工型番茄種子萌發(fā)的影響。[方法]分別用100、200、300、和400 mT的恒定磁場(chǎng)處理對(duì)屯河9號(hào)的種子分別處理5、10、15、20 min，測(cè)定種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)以及種子活力指數(shù)和相對(duì)電導(dǎo)率。[結(jié)果]400 mT磁處理對(duì)種子萌發(fā)有抑制作用，其他場(chǎng)強(qiáng)均有促進(jìn)作用，300 mT處理10 min的促進(jìn)作用最強(qiáng)。[結(jié)論]屯河9號(hào)的最佳磁處理?xiàng)l件是300 mT處理10 min。

磁場(chǎng)；加工型番茄；種子萌發(fā)

種子活力是種子品質(zhì)的重要指標(biāo)。種子發(fā)芽率和出苗率、幼苗生長(zhǎng)的潛勢(shì)、植株抗逆能力和生產(chǎn)潛力的總和以及種子活力高，意味著萌發(fā)速度快，出苗整齊，生長(zhǎng)迅速，具有很高的生產(chǎn)潛力[1]。人們采用多種方法對(duì)生物加以處理，已達(dá)到提高作物產(chǎn)量、加速植物生長(zhǎng)、提高作物抗性的目的。相對(duì)于化學(xué)刺激，磁場(chǎng)是一種無有毒物質(zhì)殘留的物理處理方式。夏麗華等[2-3]發(fā)現(xiàn)，200～300 mT磁場(chǎng)處理刺激種子中酶的活力，從而提高番茄(L-402)種子活力。弭曉菊等[4]研究表明，適宜的磁場(chǎng)強(qiáng)度促進(jìn)番茄(871和齊研)的種子萌發(fā)，提高過氧化氫酶、過氧化物酶以及過氧化物酶同工酶的活性，但當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度高于300 mT時(shí)，產(chǎn)生抑制作用。Aladjadjiyan[5]研究表明，150 mT磁場(chǎng)處理促進(jìn)玉米種子萌發(fā)，增加幼苗鮮重和根長(zhǎng)。龔慧明等[6-8]分別對(duì)蠶豆、玉米種子進(jìn)行磁處理。范玲娟等[9]以晉麥66號(hào)、金魚藻、水綿藻、小麥種子為材料，發(fā)現(xiàn)適宜的磁場(chǎng)處理使得種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均高于對(duì)照。但是，不同種類的植物或同一種類不同品系的植物經(jīng)磁處理后的作用效果不同。磁場(chǎng)對(duì)于種子萌發(fā)和幼苗影響的生理機(jī)制尚未明確。有研究表明，磁場(chǎng)促進(jìn)蛋白質(zhì)合成、根的發(fā)育和植物生長(zhǎng)。

屯河9號(hào)是新疆種植的加工番茄的早熟品種，成熟期102 d左右。生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，一般植株高度在70 cm左右，匍匐生長(zhǎng)，果實(shí)橢圓形，平均單果重60 g左右。單株座果能力強(qiáng)，果皮比普通栽培番茄厚，果實(shí)抗裂、耐壓、耐貯運(yùn)，抗逆性強(qiáng)，能集中成熟，適合機(jī)械采收。它主要集中種植在新疆。番茄產(chǎn)業(yè)是新疆農(nóng)業(yè)進(jìn)出口創(chuàng)匯的支柱產(chǎn)業(yè)。筆者研究了磁場(chǎng)處理對(duì)屯河9號(hào)種子萌發(fā)、種子活力的影響，為磁處理在番茄種植生產(chǎn)中的應(yīng)用及生理機(jī)制研究提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料 供試加工型番茄品種(系)選用屯河9號(hào)。

1.2 種子磁場(chǎng)處理與萌發(fā) 將兩塊方形磁鐵平行放置，通過調(diào)節(jié)磁鐵間的距離產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)(100、200、200、400 mT)，用特斯拉計(jì)測(cè)定磁場(chǎng)強(qiáng)度。每個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度下的處理時(shí)間分別為5、10、15、20 min，并且設(shè)置一組空白為對(duì)照。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)。

種子處理的過程參考International Seed Testing Association ISTA，2004。磁場(chǎng)處理種子。每皿50粒種子，蒸餾水浸潤(rùn)，3次重復(fù)，在(25±1)℃恒溫培養(yǎng)箱中萌發(fā)。觀察、統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽日期、胚根長(zhǎng)度，然后計(jì)算其發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)。

發(fā)芽率(GP)=發(fā)芽種子數(shù)(n)/種子總數(shù)(N)×100%

發(fā)芽勢(shì)(GR)=發(fā)芽高峰期發(fā)芽的種子數(shù)(∑ni)/種子總數(shù)(N)×100%

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑在不同時(shí)間的發(fā)芽數(shù)(GT)/發(fā)芽天數(shù)(DT)

活力指數(shù)(VI)= 幼苗長(zhǎng)度(S)*∑在不同時(shí)間的發(fā)芽數(shù)(GT)/發(fā)芽天數(shù)(DT)

1.3 電導(dǎo)率的測(cè)定 經(jīng)磁場(chǎng)處理，選取大小均勻的50粒種子，用自來水沖洗3遍，用定性濾紙吸干種子表面水分，用25 ml重蒸餾水30 ℃下浸泡4 h。用DDS-304型電導(dǎo)率儀測(cè)定種子電導(dǎo)率，然后煮沸10 min，冷卻后測(cè)定絕對(duì)電導(dǎo)率，最后計(jì)算不同處理的相對(duì)電導(dǎo)率。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理 數(shù)據(jù)由Seedcalc8分析，用Excel整理作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 磁場(chǎng)對(duì)種子萌發(fā)的影響 由圖1、2可知，不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和不同處理時(shí)間對(duì)屯河9號(hào)種子萌發(fā)的影響有差異，除100 mT 20 min處理下種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)低于對(duì)照外，100～300 mT處理對(duì)種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均有促進(jìn)作用，而400 mT則表現(xiàn)出抑制作用。夏麗華等[2-3]對(duì)浸泡8 h的番茄(L-402)種子進(jìn)行磁處理，發(fā)現(xiàn)200、300 mT處理10 min是最適宜的磁處理?xiàng)l件。試驗(yàn)中，未經(jīng)浸泡的番茄種子經(jīng)過磁場(chǎng)處理，200、300 mT處理10 min，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)明顯高于對(duì)照，說明處理后種子出苗快而整齊，苗壯。

2.2 磁場(chǎng)對(duì)種子發(fā)芽指數(shù)的影響 發(fā)芽指數(shù)用來衡量種子的發(fā)芽能力、活力。發(fā)芽指數(shù)高，說明種子發(fā)芽所用的時(shí)間短，發(fā)芽速度快。由圖3可知，除了300 mT 20 min處理外，300 mT磁場(chǎng)處理后種子均具有較高的發(fā)芽指數(shù)，200 mT 10 min處理發(fā)芽指數(shù)略高于對(duì)照，5、15 min的處理發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照相同。100、400 mT的磁處理表現(xiàn)出隨著處理時(shí)間的增加，種子發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。此外，在20 min處理時(shí)間下，種子的發(fā)芽指數(shù)均低于對(duì)照，且隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，發(fā)芽指數(shù)呈逐漸降低的趨勢(shì)。300 mT 10 min的磁場(chǎng)強(qiáng)度具有明顯提高加工番茄屯河9號(hào)種子發(fā)芽指數(shù)的作用。

2.3 磁場(chǎng)對(duì)種子活力的影響 由表1可知，200、300 mT對(duì)屯河9號(hào)種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用，有利于發(fā)芽整齊，300 mT表現(xiàn)得尤為明顯，特別是5、10 min的處理時(shí)間，分別增加73.8%和73.4%。種子在發(fā)芽吸脹初期的細(xì)胞膜重建和損傷修復(fù)的能力影響電解質(zhì)和可溶性物質(zhì)外滲的程度。高活力種子重建膜的速度和修復(fù)損傷的程度快于和好于低活力種子。有研究表明，磁場(chǎng)對(duì)種子浸出液的電導(dǎo)率有影響，如黃瓜、水稻、番茄、小麥種子相對(duì)電導(dǎo)率經(jīng)磁場(chǎng)處理后降低，甜菜、玉米、刺槐種子浸出液經(jīng)磁場(chǎng)處理后表現(xiàn)出相對(duì)電導(dǎo)率降低的趨勢(shì)。磁場(chǎng)對(duì)于不同種類、相同種類不同品系的植物產(chǎn)生的磁效應(yīng)也有差異。除100 mT 1 min和200 mT 1 min處理外，隨著場(chǎng)強(qiáng)的加大，處理時(shí)間加長(zhǎng)，番茄L402電導(dǎo)率的降低幅度越大。試驗(yàn)中經(jīng)磁場(chǎng)處理的屯河9號(hào)種子浸出液電導(dǎo)率均低于對(duì)照，300 mT 10、15 min處理時(shí)種子相對(duì)電導(dǎo)率最低。400 mT的處理場(chǎng)強(qiáng)下相對(duì)電導(dǎo)率較低，但在發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)上表現(xiàn)出抑制作用。電導(dǎo)率沒有呈現(xiàn)明顯隨場(chǎng)強(qiáng)增強(qiáng)和處理時(shí)間加長(zhǎng)而明顯降低的趨勢(shì)，但與種子活力指數(shù)之間呈現(xiàn)0.01水平顯著的負(fù)相關(guān)。

表1 不同磁場(chǎng)處理下種子的活力指數(shù)與相對(duì)電導(dǎo)率

3 結(jié)論

研究表明，磁場(chǎng)促進(jìn)加工番茄屯河9號(hào)種子的萌發(fā)、根的生長(zhǎng)，提高出苗整齊度。200、300 mT對(duì)于番茄是適宜的磁場(chǎng)強(qiáng)度，300 mT對(duì)于屯河9號(hào)是最佳強(qiáng)度。從處理時(shí)間來看，10、15 min為最佳。針對(duì)加工番茄屯河9號(hào)的生產(chǎn)應(yīng)用，300 mT 10 min的處理為最佳處理?xiàng)l件。

[1] 林立夫，曾憲海，謝貴水，等.橡膠樹種子電導(dǎo)率特性及其與種子活力的關(guān)系[J].熱帶作物學(xué)報(bào)，2002(2)：1-5.

[2] 夏麗華，張春玉.磁場(chǎng)處理對(duì)番茄種子活力及苗期長(zhǎng)勢(shì)的影響[J].東北師大學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1999(3)：66-69.

[3] 夏麗華，依艷麗，劉孝義.磁場(chǎng)處理對(duì)幾種種子活力的影響[J].松遼學(xué)刊(自然科學(xué)版)，2000(1)：11-13.

[4] 彌曉菊，馬躍，郭桂云.磁場(chǎng)處理番茄種子對(duì)其生理生活影響的研究[J].植物研究，1999(1)：68-74.

[5] ALADJADJIYAN A.Study of influence of magnetic field on some biological characteristics of zea mays.[J].J Central Eur Agric，2002，3(2)：89-94.

[6] 龔慧明.磁場(chǎng)處理對(duì)蠶豆種子活力及幼苗過氧化氫酶和過氧化物酶的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007(2)：6723-6724.

[7] 賈媛，馬躍，王占彬.磁處理番茄種子對(duì)幼苗CAT，POD酶活性影響[J].生物技術(shù)，2004，10(2)：14-16.

[8] 王振成，韓樹君，王立新.種子磁化對(duì)玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2008(2)：41-42.

[9] 范玲娟，李燕如，楊莉麗，等.不同磁處理對(duì)幾種植物生理特性的影響[J].山西大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，30(1)：98-101.

Effects of Static Magnetic Field on Seed Germination of TomatioTunhe 9

YUAN Zhen-yan1,2, ZHU Ji-kang1, WU Song-lin1, LI Guan1*

(1.Xinjiang Bozhong Information Technology Comany, Urumqi, Xinjiang 830026; 2. Life Science and Technology College, Xinjiang University, Xinjiang,Urumqi, Xinjiang 830046)

[Objective] The research aimed to know the effects of magnetic field on germination characteristics of tomato seeds. [Method]Seeds were magnetically exposed to magnetic field strengths of 100 mT, 200 mT, 300 mT and 400 mT for different periods of time (5 min，10 min，15 min and 20 min). After exposing the seeds to magnetic field, germination rate, coefficient of uniformity, mean germination and electrical conductivity of seeds were evaluated. [Result] Magnetic treatment (400 mT) had the inhibiting influence on seeds, and the other had the promotion effects especially magnetic field strength of 300 mT for 10 min. [Conclusion] The optimum magnetic treatment condition of Tunhe 9 was 300 mT for 10 min.

Magnetic field; Processing tomato; Seed germination

袁禎燕(1978-)，女，重慶人，講師，博士，從事植物生理生態(tài)方面的研究。*通訊作者，教授，碩士，從事植物生理與分子生物學(xué)方面的研究。

2015-04-20

S 121

A

0517-6611(2015)17-001-02