高压静电场对陈年棉种发芽及活力的影响

王宣高，陆长民，王秀莲，刘 辉，亓 双，张丽萍（聊城大学农学院，山东聊城 252000）

高压静电场对陈年棉种发芽及活力的影响

王宣高，陆长民，王秀莲，刘 辉，亓 双，张丽萍（聊城大学农学院，山东聊城 252000）

本试验研究了在3200 kV/m适宜高压静电场中，0 s、10 s、20 s、40 s、60 s、80 s不同处理时间对棉花陈年半毛籽发芽及活力的影响。结果表明：在高压静电场中，在0～60 s内，随着处理时间的增加，陈年棉种的发芽势、发芽率、简化活力指数以及脱氢酶的活性提高显著，绝对电导率则呈现下降趋势，陈年棉种活力提高；在处理时间为60 s时处理效果达到最佳，其简化活力指数由最初的271.1升高至358.8；而随着处理时间的继续增加，处理效果逐渐减弱。

棉种；静电场；种子；发芽率；发芽势；活力指数

种子活力即种子的健壮度，是种子发芽率和出苗率、幼苗生长的潜势、植株的生长能力和生产潜力的总和，是种子品质的重要指标。目前，已有大量关于种子播前处理提高种子活力的研究报道，特别是应用电场处理具有成本低廉、方法简单、效果明显、无污染等优点而引起了人们的极大兴趣。高压静电场可促进种子萌发和根系生长，提高淀粉酶、蛋白酶、脂肪酸、过氧化物酶和酯酶等的活性，促进作物新陈代谢。这是因为高压电场作用影响生物体的电特性，高压电场作用在生物膜上改变了膜上电荷分布，影响了膜电位，使种子吸水后离子扩散与电致泵系统运转活跃，从而驱动合成更多的酶,高压电场影响了膜透性，同时也影响了酶活性；高压电场可使蛋白质、氨基酸、维生素及油料作物的含油量增加[1～6]。

棉花种子经高压静电场处理后，其发芽率、活力及抗病能力都有显著提高[7]。电场处理小区的棉花产量都比对照高10%以上[8]。剂量不同，生物产生效应也不同，即相同生物施以不同剂量的电场强度和时间，产生的效果各异。合适的剂量可提高种子的活力，增强种子萌发期的新陈代谢水平，不适合的剂量抑制种子的发芽，静电场对生物的影响存在一个阀值[9]。本试验采用高压静电场处理棉花陈年半毛籽，考察其在陈年棉种活力的作用，以期为陈年棉种再利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种为鲁棉研28号一年陈棉种，由山东省聊城农业学校植保技术服务站提供；处理仪器为山东农业大学机电学院自制高压静电发生器。

1.2 处理方法

利用平行板电场输出稳定高压，保持场强稳定为3200 kV/m，将待处理棉花半毛籽干种子单层平铺在平行板上，分别处理 10 s、20 s、40 s、60 s、80 s。

1.3 试验方法

1.3.1 种子发芽指标、活力指数测定：此试验主要参照了国际种子检验规程[10]进行种子发芽实验，设3次重复，每个重复30粒种子。恒温25℃，置于3GX2型智能光照培养箱发芽，每天观察记载并加水，在第4天统计发芽势，第12天统计发芽率，测量苗高，计算活力指数。

1.3.2 种子绝对电导率测定：不同处理时间的棉花种子分别各取50粒，重复3次，以蒸馏水作对照，静置于20℃生化恒温培养箱中24 h后，在室温条件下用BFRL-210型中文实验室电导率仪测定种子浸出液的电导率。

1.3.3 酶活性测定：设3次重复，以TTC法测定棉花种子脱氢酶活性。

2 结果与分析

2.1 不同处理时间对陈年棉种发芽指标的影响

从图1中可见，在处理时间为0～20s内，陈年棉种的发芽势及发芽率基本保持不变；当处理时间达到20 s以后，陈年棉种的发芽势及发芽率上升趋势明显，并于60 s时达到最高值，棉种的发芽势由53.3%上升到68.9%，上升了13.6个百分点，而发芽率由66.7%上升到76.7%，上升了10个百分点；60 s以后处理效果逐渐减弱。

2.2 不同处理时间对陈年棉种简化活力指数的影响

从图2中可见随着高压静电处理时间的延长，陈年棉种的简化活力指数在处理时间为0 s～60 s总体呈现上升趋势，当处理时间达到60 s之后，棉种的简化活力指数开始出现下降的趋势。结果表明当场强为3200 kV/m时，处理时间为60 s对陈年棉种活力再激活效果最明显。

2.3 不同处理时间对陈年棉种绝对电导率值的影响

试验结果表明，在0～60 s内，不同处理的棉种绝对电导率都表现出了随着处理时间的延长绝对电导率呈逐渐下降的趋势。当处理时间达到40～60 s时，棉种的绝对电导率值下降至一个低范围区间，其中处理时间为60 s时达到最低值，为24.02 μs/cm·g。在60～80 s时，棉种的绝对电导率呈轻微上升趋势。

2.4 不同处理时间对陈年棉种脱氢酶活性的影响

由图4可知，随着高压电场作用时间的增长，逐渐改变了膜上电荷分布，影响了膜电位，使种子吸水后离子扩散与电致泵系统运转活跃，从而驱动合成更多的酶，同时也影响了酶活性，使陈年棉种的脱氢酶活性由0 s时的2.5341上升至60 s时的3.4362，然后开始下降。

3 小结与讨论

从试验结果可知，陈年棉种的发芽势、发芽率、简化活力指数、电导率及种子的脱氢酶活性与适宜电场强度的处理时间相关且极为显著。随着处理时间的增加，陈年棉种的发芽率、简化活力指数都有显著提高，绝对电导率也有明显下降；随着处理时间的继续增加，处理效果逐渐减弱。选择适宜的电场强度及处理时间可大大提高种子的活力。本试验以60 s处理效果最佳。

高压静电场处理棉花种子简单易行，效果良好，并且无药害残毒，是一种行之有效的种子处理的好方法。适宜剂量的高压静电处理陈年棉种，可提高种子活力指数，改善种子内部代谢水平。但只此一项种子处理技术还不能充分激活陈年棉种的活力，使其达到再利用的标准。陈年棉种活力再激活的机理有待进一步的探讨。

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1005-2690（2011）06-0023-02

S 562.041

A

2011-03-30