過氧化氫在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

摘要：過氧化氫具有氧化性、漂白性和較清潔的制備處理過程，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成、紙漿漂白、纖維漂白、電子工業(yè)、食品加工及環(huán)境治理等領(lǐng)域。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用雖還未得到大面積推廣，但已有不少研究人員發(fā)現(xiàn)了它在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展前途。本文主要介紹了一定濃度的過氧化氫對植物種子萌發(fā)、作物抗逆性的影響，及其在農(nóng)業(yè)環(huán)境保護中的作用。

關(guān)鍵詞：過氧化氫;農(nóng)業(yè)領(lǐng)域;應(yīng)用

中圖分類號： TS255.3 " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼： "A " " " " " " " " " " "DOI編號： " 10.14025/j.cnki.jlny.2015.24.102

過氧化氫（H2O2）是一種強氧化性的氫氧化物，其物理性質(zhì)與水相似而化學(xué)性質(zhì)更為活潑。由于過氧化氫具有的氧化性、漂白性和較清潔的制備處理過程，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成、紙漿漂白、纖維漂白、電子工業(yè)、食品加工及環(huán)境治理等行業(yè)。而過氧化氫在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用雖還未得到面積推廣，但已有不少研究人員發(fā)現(xiàn)了它在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展前途。

近三十年來，我國研究人員進行了大量試驗來探究可作為氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氧劑的過氧化氫對植物種子及幼苗的影響，并取得了一定成果。

1 過氧化氫對種子的影響

活力低的休眠種子的萌發(fā)生長是作物生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，提高休眠種子的發(fā)芽率便成了研究者的關(guān)注重點。

1.1 促進種子發(fā)芽

一定濃度的H2O2能解除種子休眠，促進種子萌發(fā)。已獲得成效的作物種類包括夏谷休眠種子、花生種子、水稻種子、煙草種子、油菜種子、薏苡種子、甜菜種子、甘草種子、玉米種子、黑豆種子等。

1.2 原理

適宜濃度的H2O2能有效提高種子發(fā)芽率，可能的原因有以下幾個方面：

一是由于H2O2是一種殺菌劑，可以減少細菌感染導(dǎo)致的低萌發(fā)率。

二是H2O2在某種酶作用下可為種子有氧呼吸提供O2，并抑制種子無氧呼吸，以減少有機物消耗量及無氧呼吸過程中產(chǎn)生的酒精對種子的危害[1]。

三是過氧化氫能刺激解除種子休眠的磷酸戊糖代謝[2]。

四是適當濃度的過氧化氫可提高過氧化物酶活性，從而進一步提高種子的活力[3]。

1.3 條件

不同濃度的過氧化氫能提高不同種子的發(fā)芽率，如促進夏谷種子發(fā)芽的過氧化氫濃度為3%～10%[4];1%的過氧化氫浸花生種效果最佳[5];低活力油菜種子用H2O2浸種提高活力指數(shù)的最適濃度范圍為0.01%～0.1%，而濃度大于3%的過氧化氫，其作用相反[6];濃度為0.15%或1.0%的H2O2浸煙草種子均提高發(fā)芽率25%以上[7];1%～3% H2O2處理的薏苡種子，不僅萌發(fā)率高，而且萌發(fā)時間短[8];葉用甜菜以濃度2%～5%的H2O2處理為宜，根用甜菜以濃度3%的H2O2處理為宜，對貯期較長的種子則以濃度5%的H2O2處理為佳[9];0.4mol/L的H2O2能提高甘草種子發(fā)芽率24.41%[10];2.0%～3.0%濃度的H2O2浸玉米種后發(fā)芽率最高[11];0.10% H2O2浸黑豆種萌芽率最高[12]。

因此，根據(jù)不同植物種子類型，選擇濃度適宜的H2O2浸種，均能取得很好的效果。

2 過氧化氫對幼苗的影響

植物生存與生長的環(huán)境息息相關(guān)。環(huán)境中一些不利因素往往成為植物生長的逆境，對植物生長造成脅迫，包括冷、熱、旱、澇、鹽堿、大氣土壤污染等各種物理化學(xué)脅迫。我國的研究者在試驗探索中發(fā)現(xiàn)，在植物早期用過氧化氫預(yù)處理，進行H2O2脅迫鍛煉，可以增強作物的抗逆性。由于植物生長逆境的普遍性，提高作物抗逆性成為研究的又一大關(guān)注點，主要集中在氣候逆境和土壤逆境等方面。

2.1 氣候逆境

外源H2O2預(yù)處理提高了玉米幼苗在高溫脅迫下的存活率[13];低溫下10umol/L H2O2處理可以刺激水稻耐冷品種的幼苗的抗冷性增加[14];用<50mmol/L的H2O2濃度處理大豆可減輕低溫傷害[15];4mmol/L H2O2處理水稻幼苗，其抗寒調(diào)節(jié)能力最佳[16];用0.5mmol/L的H2O2處理甘薯幼苗不定根能夠增強甘薯幼苗的抗冷性[17];12天苗齡的春小麥幼苗在1mmol/L及10mmol/L H2O2的脅迫鍛煉后，增強了其抗旱性[18]。

2.2 土壤逆境

H2O2前處理可在一定程度上增強小麥幼苗的抗鹽性[19];外源H2O2可增強馬鈴薯對鹽堿土壤的適應(yīng)性[20];不同濃度H2O2預(yù)處理水稻根部可減輕低Cd（鎘）污染土壤的毒害[21]。

2.3 其他

H2O2可以誘導(dǎo)不同顏色馬鈴薯花青素積累[22]，花青素作為一種色素，有抗氧化的作用，對植物抵抗逆境有一定的作用。

3 過氧化氫對農(nóng)業(yè)環(huán)境的保護

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程難免有污染性物質(zhì)的殘留和循環(huán)，加強環(huán)境保護是可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。過氧化氫在農(nóng)業(yè)環(huán)境保護中發(fā)揮了重要作用。

3.1 處理有毒廢水

過氧化氫能與廢水中的有機污染物，及氨、硫化氫、氰化物類無機有毒物反應(yīng)除毒，能去味、脫色且不產(chǎn)生二次污染。

3.2 降解殘留農(nóng)藥

堿性條件下，過氧化氫能快速、簡便、低成本的降解有機磷、擬除蟲菌脂類農(nóng)藥[23]。

隨著城市化進程加快，種植面積減少，提高作物各發(fā)育階段各種恢復(fù)性、抗性已成為研究人員的著手點，過氧化氫在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究也將越來越廣泛并投入到更多的應(yīng)用中。

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作者簡介：張語寧，青島市城陽第一高級中學(xué)，學(xué)生，研究方向：生物與化學(xué)。