静电场处理种子和植株的效应
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《电场处理对燕麦在盐胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响》篇一一、引言在农业生产中,由于气候变化和环境条件变化的影响,植物常受到多种环境压力的困扰。
盐胁迫是一种常见的问题,土壤盐渍化导致植物生长受阻,进而影响农作物的产量和品质。
近年来,随着科技的发展,电场处理技术被广泛应用于农业领域,以改善植物的生长状况。
本文以燕麦为研究对象,探讨了电场处理对燕麦在盐胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响。
二、研究方法本实验以燕麦为材料,设计对照组和实验组。
对照组不进行电场处理,实验组则进行不同强度的电场处理。
在盐胁迫条件下,观察并记录燕麦种子的萌发情况及幼苗的生长状况。
三、实验结果(一)种子萌发阶段实验结果显示,在盐胁迫条件下,经过电场处理的燕麦种子其萌发速度和萌发率均有所提高。
其中,适当强度的电场处理效果最为显著。
随着电场强度的增加,种子萌发率呈现出先增后减的趋势。
这表明电场处理能够在一定程度上缓解盐胁迫对燕麦种子萌发的不利影响。
(二)幼苗生长阶段在幼苗生长阶段,经过电场处理的燕麦表现出更好的生长状况。
电场处理后的燕麦幼苗叶片更加翠绿,株高和根长均有所增加。
此外,电场处理还能够提高燕麦幼苗的抗逆性,使其在盐胁迫环境下具有更好的生长适应性。
四、分析讨论电场处理能够促进燕麦在盐胁迫下的种子萌发及幼苗生长,其作用机制可能涉及以下几个方面:1. 电场能够促进种子的代谢活动,加速种子内部的生化反应,从而提高种子的萌发速度和萌发率。
2. 电场能够调节植物的生长过程,促进植物对养分的吸收和利用,提高植物的生长速度和生长质量。
3. 电场能够增强植物的抗逆性,使植物在不利环境下具有较强的生长适应能力。
此外,电场处理的强度也是影响燕麦生长的重要因素。
适当强度的电场处理能够发挥最佳的效果,过强或过弱的电场处理均不利于燕麦的生长。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的电场处理强度。
五、结论本文通过实验研究了电场处理对燕麦在盐胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响。
高压静电场在促进植物生长上运用高压静电场在促进植物生长上运用高压静电场对植物种子的处理,能提高种子活化能和种子内多种酶的活性,对种子有消毒杀菌作用,可提高种子的发芽率、发芽势、活力指数和减少植株病虫害,改善植株品质。
高压静电场场强的大小和种子处理的时间,对不同的植物种子来说,其数值有不小的差异。
例如,对白菜、油菜、萝卜等小颗种子,在电场强度为30kV/m的高压静电场中,只需处理5min左右就行了,而对豌豆、黄豆、花生等较大颗粒种子,则要在电场强度为100kV/m的高压静电场子中处理20min左右才行,各种植物种子处理所需的最佳电场强度和最佳处理时间是通过多次反复试验来确定的。
在前述的参考资料中,可以查到这些参考数据。
需要指出的是,处理种子时电场强度过大,处理时间过长,会使种子受伤害,甚至死亡。
而电场强度过小,处理时间过短,又会造成处理效果不明显。
目前,有的地区和单位已生产出静电种子处理机出售。
据生产厂家称,能对小麦、水稻等大田作物种子作批量处理,使其产量提高5%-10%。
还要特别指出的是,经过高压静电场处理的种子,必须及时播种,最迟不超过一个星期的时间就要播种完毕,否则处理效果就不明显。
对不同的植物,应该选取不同的高压静电电场场强和每日开机时间。
实验表明,这个数值也不必太精确,静电场对植物生长的影响,目前还没有精确的公式,只有试验总结出来的数据范围。
我们经过两年多的时间,对部分食用菌、蔬菜和花卉等,进行了高压静电场促进其生长的试验和观察。
取得了明显的效果,现把初步试验结果总结如下。
(1)食用菌试验对象为猴头菇和平菇,高压静电场的场强为1OOkV/m,每天上午和下午各开机2小时。
结果与无静电场的对照组相比:猴头菇产量提高37%,生长时间缩短26%;平菇产量提高51%。
生长时间缩短44%,效果明显。
(2)蔬菜对叶类蔬菜,试验对象为芹菜、生菜、油菜和韭菜,高压静电场的场强为65kV/m,每天在植物光合作用最旺盛的时间开机4小时,与无静电场的对照组相比,蔬菜枝叶肥大、粗壮测试结果,蔬菜成熟时间比对照组缩短,其中芹菜缩短8%,生菜缩短8.3%,油菜缩短17%,韭菜缩短36%;蔬菜产量提高,其中芹菜提高36%,生菜提高53%,油菜提高31%,韭菜提高98%。
微波及高压静电场对番茄种子的生物效应研究了微波及高压静电场处理番茄种子所产生的生物效应。
测量了番茄种子的相对电导率、出苗率,番茄幼苗的株高、茎粗、过氧化物酶活性、光合色素含量以及叶绿素荧光动力学参数。
测量结果表明,适当剂量的微波及高压静电场处理,能有效降低番茄种子的相对电导率,最多下降10.28个百分点。
种子出苗率,幼苗的株高、茎粗、过氧化物酶活性、叶绿素含量、叶绿素荧光动力学参数Fv Fm与Fv F0均比对照组有所提高,最大提高值分别为58.3%、175.3%、92.9%、161.6%、54.5%、15.5%和72.78%。
试验发现,微波及高压静电场对番茄种子产生生物效应的特点有所不同,说明微波及高压静电场生物效应的物理机理有所不同,为进一步研究微波和静电场生物效应的物理机理提供了试验基础。
《电场处理糜子种子对其萌发期和苗期抗旱性的影响及时效性》篇一一、引言电场作为一种非接触式的物理处理方法,近年在植物科学中越来越受到重视。
这种技术在农学上具有一定的潜力和应用价值,尤其对改善种子的萌发率和抗逆性等方面表现出明显效果。
本研究针对电场处理糜子种子展开,深入探讨了其对糜子种子萌发期和苗期抗旱性的影响及时效性。
二、材料与方法1. 材料实验材料为糜子种子,种子应保持同质性,以便保证实验数据的可靠性。
2. 方法实验过程中采用不同强度的电场处理种子,分为对照组和处理组。
对照组不施加任何处理,处理组则采用不同的电场强度和时间进行电场处理。
之后,观察种子的萌发情况及苗期的生长状况,并对抗旱性进行评估。
三、结果与分析1. 萌发期的影响实验结果显示,经过电场处理的糜子种子在萌发期表现出更高的活力。
与对照组相比,处理组种子的发芽率、发芽速度和发芽整齐度均有所提高。
其中,适中的电场强度和适当的处理时间对种子的萌发效果最佳。
2. 苗期抗旱性的影响在苗期阶段,经过电场处理的糜子幼苗展现出更强的抗旱性。
通过测定苗期的生理指标如叶绿素含量、水分利用率等,发现处理组在干旱条件下表现出的生长状况明显优于对照组。
这表明电场处理可以增强糜子种子的抗旱能力,提高其适应干旱环境的能力。
3. 时效性分析电场处理的效果具有一定的时效性。
在实验过程中发现,随着处理时间的延长,种子的萌发率和抗旱性逐渐提高。
然而,过长的处理时间并不一定能带来更好的效果,因此需要找到最佳的电场处理时间和强度。
四、讨论本实验结果表明,电场处理可以显著改善糜子种子的萌发期和苗期抗旱性。
这可能与电场对种子内部结构、代谢途径及生理反应的调控有关。
在今后的研究中,可以进一步探讨电场处理对其他农作物种子萌发和抗逆性的影响,以及电场处理的机理和效果在不同作物间的差异。
此外,需要注意的是,电场处理的最佳强度和时间应根据具体作物和实验条件进行优化。
过强或过长的处理可能对种子产生不利影响,因此需要寻找最佳的平衡点。
电场处理种子的发芽试验报告1、电场种子处理的原理:电场种子处理技术是以电场效应催动种子发育的农业增产新技术,它是一种或多种物理量处理播前的种子,来改变并促使种子及植株的一系列生物化学效应和生物效应,促进农作物的优质高产。
没有播种前的种子内部的正负电荷处于杂乱无序的状态,属于惰性物质。
电场种子处理的原理就是通过模拟大自然的电场效应,激活种子内部的活力,多种酶的活性得到提高,崔动种子的发育。
是播前的种子的正负电荷迅速顺序排列,产生一种跃跃生长的趋势。
处理过的种子比在大自然电场缓慢作用下的没处理的种子可实现早出苗出全苗出匀苗出状苗。
2、电场处理种子的作用:电场种子处理机所产生的适宜的电场强度和处理时间来处理过的种子,有提高吸水速率,吸水量,发芽势和发芽率的作用,从而争得壮苗和单株显著增长的优势。
3、试验材料和方法:3.1 试验目的:通过种子电场处理是否能起到提高发芽势和发芽率的作用。
3.2 试验材料:由天津市溢通实业发展公司提供的ZD-2400型电场种子处理机。
3.3 试验品种:新陆早13号,新陆早33号。
3.4 试验方法和处理:在室内种子恒温培养箱做种子发芽试验设处理区一个:每个品种做电场处理。
对照区一个:每个品种种子不做电场处理。
恒温箱温度控制在25℃。
3.5 发芽试验结果:处理区:新陆早13号和新陆早33号发芽率分别为81.7%和65.9%。
对照区:新陆早13号和新陆早33号发芽率分别为93.2%和80.4%3.6 出苗后的生长情况:见图片。
4、结论:大田出苗实验没有做,从种子芽试验上可以看出电场处理和不处理发芽率上有明显区别,两个品种不处理的比处理的发芽率要高,出苗后的长势电场处理的也比不处理的弱。
电场处理植物的四大效应电场处理植物是利用电场的力量来改善植物的生长和产量的一种技术,它是一种相对较新的技术,但是在近年来得到了广泛的研究和应用。
在本文中,我们将会介绍电场处理植物的四大效应,即:提高植物光合作用的效能、提高植物的生长速度、促进植物的产量提高以及提高植物的营养价值。
首先,电场处理植物可以提高其光合作用的效能。
光合作用是植物生长和发育的基本过程,也是植物中最具有能量的过程之一。
当电场作用于植物时,它可以加速植物叶片中的光合作用反应,提高光合作用作用中的光能转化效率,从而推动植物进行更加高效和快速的光合作用。
这样能够给植物提供更多的养分和能量,让植物能够更快速的进行生长和发育,提高产量。
其次,电场还可以促进植物的生长速度。
电场对植物的影响可以激活植物的新陈代谢,促进植物的生长速度。
研究表明,当一个适当大小的电场作用于植物时,它可以选萃植物的荷尔蒙生产,促进其抗病能力以及延长其生命周期。
此外,电场还可以改善植物的气孔大小,使其更为通畅,增强植物的养分吸收速度和能量转化速度,从而提高植物的生长速度。
第三,电场处理植物可以促进植物的产量提高。
电场能够加速植物光合作用的过程,从而促进植物的生长,提高植物的产量,还可以促进植物的营养吸收和转化,提高植物的产量。
研究表明,采用电场处理植物的方法,在蔬菜种植和水果生产中,产量可以提高20%以上,而且产量提高的效果是稳定的,可以持续多年。
最后,电场处理植物可以提高植物的营养价值。
营养价值是一个植物最重要的特点之一,也是人们所关注的重点。
由于电场可以提高植物的生长速度,促进植物的营养吸收和转化,所以它还可以提高植物的营养价值。
例如,电场处理的蔬菜和水果中,含有更多的维生素C、维生素E以及矿物质等营养物质。
当然,电场处理植物虽然有以上四个大的效应,但它也有一定的局限性和风险。
例如,过大的电场强度会对植物造成伤害,影响植物的健康。
因此,在实施电场处理植物的技术时,需要掌握正确的方法和技巧,才能取得更好的效果。
电场处理植物的四大效应
植物在电场环境的处理下,存在着四大效应,现介绍如下:
1)场向效应静电场对植物种子的影响与电场强度的方向有关系,称之为场向效应。
实验表明正电场可以促进植物根系的生长,负电场对水稻种子脱氢酶活性的影响优于正电场,而负电场处理几种玉米种子提高活力的作用不及正电场……。
场向效应表明外加电场的作用与植物体内荷电物质的性质有关.
2)临界效应静电场对种子的影响与电场强度有关,随场强大小的变化可能表现为隐性、促进、抑制乃至致死作用,称之为临界效应。
从隐性作用到促进作用,有一个临界场强,称为阈值,从促进作用到抑制作用,有另一个临界场强,是第二个阈值;两个阈值之间是我们寻求的静电场正效应作用区域。
如试验表明对一般蔬菜种子处理的阈值范围为100—400kV/m的电场强区。
3)时间效应在临界场强范围内,静电场对植物种子的影响还与作用时间有关,称之为时间效应。
静电场处理植物种子时间短了不行,但也并非时间越长越好。
一般而言,对某种植物种子总是有一最佳作用时间,效果最好。
如对番茄、青椒等蔬菜种子的处理时间为5—10分钟,对水稻种子则为5一15分钟等。
4)消退效应植物种子经适宜静电场处理后,性质优化,效果显著,但是随着时间推移,影响会逐渐减弱乃至消失,称之为消退效应。
因此,经静电场处理后的种子一般需在3天内播种,否则效果会变差。
《电场处理对燕麦在盐胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响》篇一一、引言在农业生产中,由于环境污染和不合理利用土壤,土壤盐渍化已经成为影响作物生长的重要问题。
盐胁迫不仅对作物种子萌发产生影响,还可能对幼苗的生长和发育造成严重的负面影响。
为了缓解这一压力并提高作物的抗盐性,许多农业科学家正在寻找不同的方法来改善土壤环境或提高作物的抗盐性。
其中,电场处理作为一种新兴的农业技术,被认为是一种有效的手段来改善作物在盐胁迫下的生长状况。
本文以燕麦为例,探讨了电场处理对燕麦在盐胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响。
二、研究方法本实验以燕麦种子为研究对象,设计两组实验。
一组为正常土壤环境的燕麦对照组(CK组),另一组为含高盐量的盐胁迫处理组(TS组)。
同时,TS组中设立不同电场强度处理的实验组(如0.1KV/m的弱电场组和0.3KV/m的强电场组),旨在探讨电场处理对燕麦种子萌发和幼苗生长的积极影响。
实验过程包括种子的萌发观察、生长记录以及各项生理指标的测定等。
其中,观察并记录了种子的发芽率、发芽势、根长、茎长等指标,同时对幼苗的叶绿素含量、过氧化物酶活性等生理指标进行了测定。
三、实验结果(一)种子萌发阶段实验结果显示,在盐胁迫条件下,经过电场处理的燕麦种子其发芽率和发芽势均有所提高。
其中,强电场处理的种子表现出更强的抗盐性,其发芽率比未处理的盐胁迫组提高了约20%。
同时,不同电场处理下的根长和茎长也均表现出明显的增长趋势。
(二)幼苗生长阶段在幼苗生长阶段,经过电场处理的燕麦幼苗表现出更强的生长活力。
其叶绿素含量和过氧化物酶活性均高于未处理的盐胁迫组。
其中,强电场处理下的幼苗叶绿素含量提高了约30%,过氧化物酶活性也显著增强。
四、讨论实验结果表明,电场处理对燕麦在盐胁迫下的种子萌发及幼苗生长具有积极的影响。
这可能是由于电场处理能够改善土壤环境,促进种子的萌发和幼苗的生长。
同时,电场处理还能增强作物的抗逆性,使其更好地适应高盐环境。
高压静电场在农业方面的应用摘要:静电场在生活中的应用是多种多样的,特别是在生物学中静电场的应用有着相当重要地位。
在农业生产方面静电场起着一个不可替代的作用,使用高压静电场技术可以在一定程度上培育出优良的品种,有效地提高农作物产量。
关键字:静电场、遗传物质、光合作用、细胞膜通透性、应用静电场是植物生长发育必不可少的环境因素之一。
有人试验用接地的金属网将生长期的植物罩起来,将自然静电场屏蔽,结果导致植物的光合作用受滞,新陈代谢作用显著降低,生长变慢,抗病能力下降。
而高压静电场则又会给植物带来更强烈的影响。
1.高压静电场对遗传物质的影响及应用生命的延续是靠细胞核中的DNA不断复制产生新细胞并产生下一代,DNA所携带的遗传信息又由四种不同的脱氧核苷酸按不同顺序排列形成,一个生物体的遗传物质就决定了它的性状,当遗传物质发生改变时其性状就会发生改变。
因为脱氧核糖核苷酸分子之间的连接并不是牢不可破的,在静电场的作用下脱氧核苷酸链就很容易发生重排,从而导致DNA上的基因发生突变,最终导致生物的性状发生改变。
在农业生产过程中,我们最需要的就是能尽量的提高农作物的产量,当把植物的种子置于高压静电场中处理后,由于种子的基因被静电场改装,所以当把这些种子培育出来时,就会产生许多自然界中没有的性状。
由于基因突变的不定向性,在这些性状中,大部分对植物体是有害的,无法适应环境,但也有一些我们所需要的优良性状。
通过培养、筛选和杂交等手段便可以挑选出很多产量高的农作物。
在农业技术方面这是一种很好的物理育种方法。
2.高压静电场对植物光合作用的影响及应用高压静电场对植物的光合作用有着相当大的影响,在静电场作用下,叶片的光合速率及呼吸速率都明显高于对照。
而且光合速率的增加幅度要比呼吸速率增加的幅度要大。
静电场下叶片的叶绿素a的含量较对照增加15.69%,但叶绿素b却有所减少,从而导致静电场下叶绿素a/b值较对照高,但叶绿素总量仍比对照高。
高压静电的生物效应及其在农业中的应用高压静电的生物效应及其在农业中的应用地球表面具有的静电场是植物生长发育必不可少的环境条件。
大量实验表明,在大气静电场外再适当加入人工的静电场,可加速植物的新陈代谢,促进植物的生长。
从上个世纪八十年代以来,静电的生物效应就成了静电研究领域中最为活跃的课题之一。
高压静电场的生物效应是非常明显的,例如:①水稻种子经高压静电处理后,种子在萌发期间,其呼吸速率和淀粉酶活性均有提高,而淀粉酶活力及呼吸速率的提高无疑会加速种子中淀粉酶的水解,为种子萌发和幼苗生长提高更多的糖分和能量。
其次,高压静电处理水稻种子后,使超氧物歧化酶和过氧化氢酶的活力显著提高,它们对清除代谢中产生的氧自由基和羟自由基,防止膜脂过氧化,维持正常代谢等都有非常重要的作用。
此外,高压静电处理后,膜分解代谢产物丙二醛含量降低,从而保护了膜结构的完整性。
所以,水稻种子经高压静电处理后,可提高种子的活力,提高种子的发芽势,加速了幼苗生长,提高抗病能力,增加了产量。
②再如赤小豆种子经高压静电场的处理的研究表明,高压静电场能改变植物细胞的电荷、电位,从而增强了细胞膜的通透性;同时,高压静电场亦能改变酶的电荷、电位,提高了酶的活性,强化了植物株体内的代谢,从而促进了植株的生长。
如处理后与对照组相比,株高提高了14.4%~23.8%;叶长提高了9.2%~10.2%;叶宽提高了12.7%~14.1%。
上述的高压静电效应具有普遍性,所以,对小麦、水稻、玉米、豆类等大宗农产品的种子给予合适静电场的处理都可有效地提高种子发芽势、发芽率,促进其萌生和幼苗的生长,明显地提高了产量,增加了营养成分。
③高压静电场对中药材等经济作物也有明显的生物效应。
例如用高压静电场处理人参植株,试验结果表明,由于高压静电场对人参生长过程中各种代谢活动,具有综合协调作用,所以,高压静电场既能加速人参地上部分的生长,又能加速营养物质向根部的运输。
静电场促进了主干加长、增加根重和人参皂甙等有效成分,提高了加工成品率,提高了人参的营养价值和药效作用。
静电场对植物的生物学效应静电场对植物的生物学效应静电场---植物地球是一个巨大的静电场,所有生物都受其影响。
在隔绝大地电场(即静电屏蔽)的状态下,植物的光合作用受阻,生长缓慢,植物体不能完成正常的代谢过程。
但自然电场的作用对植物生长并不是最适宜的条件,这已被许多外加电场的实验所证实。
在自然界,有些植物可以受环境的诱导而改变其代谢方式,从而使其生物特性发生变化,即生活环境的变化,可以引起基因表达的改变,高压静电场的生物学作用便证明了这一点。
一、静电场对种子萌发的生物学效应1、静电场处理对种子萌发期特性的影响发芽率、发芽势、根长、芽长、鲜重、简化活力指数,是种子特性最敏感的指标。
试验结果表明:适宜强度的静电处理,上述指标均有不同程度的提高,说明适宜剂量的静电处理,对种子萌发有刺激作用,能增加种皮透性,促进种子内部细胞活化,打破休眠状态,发芽率提高,根体积加大,幼苗生长加快、水势加大,加速种子萌发过程储藏物质的分解、转化和再利用,该物质积累加快,使幼苗生长旺盛,能充分调动种子自我调节能力,从而提高了种子生长过程对营养物质的吸收和能量物质的转化利用。
2、静电处理对生物膜的影响(1)、静电场影响生物的电特性高压静电场是一综合效应场,它具有粒子束、电磁辐射和恒定电场的作用。
静电力存在于分子的一切极性和带电集团之间相吸相斥,电荷、偶极离子相互作用,能量的高低取决于环境介质、介电常数和电荷的大小。
介电质对于离子的包围,降低了离子间的相互作用能量,粒子穿过原子发生能量转移和能量重新分布,在生物体中含有水分子和生物分子发生电离和激发的过程。
电场作用在生物膜上,相当于作用在R(电阻)C(电容)电路上,由于生物组织不均匀性引起细胞内外溶液中电流流量不同,从而改变膜上的电荷分布,也从而改变了生物和电特性。
(2)、电场作用影响膜电位静电场对膜的影响是通过细胞膜本身的跨膜电位和外加电场起主要作用的,外电场会诱导膜电位改变,使膜电位提高,即由△Ebv+△Hbv提高至△Ebv+△Hbv+△EEF(△Ebv表示电位差△Hbv表示膜内外质子等化学梯度,△EEF示外电场诱导的膜电位差)影响细胞的能量转化和物质运输的一切生理过程,使种子吸水之后离子扩散与电子泵系统运转活跃,从而提高膜主动吸收,转运营养物质的能力,提高代谢水平,为有丝分裂的启动积累更多的物质。
不同静电场处理方式对大豆生物学效应的比较研究
不同静电场处理方式对大豆生物学效应的比较研究
分别研究了静电场预处理种子、静电场处理幼苗以及种子和幼苗累积静电场处理3种电场处理方式对大豆叶片叶绿素含量、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量、叶绿素a(Chla)荧光动力学参数和根系活力的影响.结果表明,3种静电场处理方式均能对大豆产生明显的生物学效应.其中,静电场处理种子对大豆的影响相对较小,静电场处理幼苗对大豆的影响较大,而对种子和幼苗累积静电场处理对大豆的影响最为显著.图2表1参11
作者:习岗曹永军宋清杨初平 XI Gang CAO Yongjun SONG Qing YANG Chuping 作者单位:华南农业大学理学院,广州,510642 刊名:应用与环境生物学报ISTIC PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF APPLIED & ENVIRONMENTAL BIOLOGY 年,卷(期):2006 12(2) 分类号:Q689 S125 关键词:静电场大豆生物学效应。
高压静电在芽苗菜生产上的运用高压静电在芽苗菜生产上的运用芽苗菜是21世纪颇受消费者欢迎的一种新型而高档的蔬菜,也是农村农民脱贫致富奔小康的短平快项目,但生产芽苗菜栽培设施内湿度大、光照弱、通风差的设施环境条件下,因芽苗菜生长往往遭遇到各种病害的侵扰,杀菌剂不得不大量使用,最终导致了芽苗菜的药残超标,产量不高。
高压静电的使用不仅解决了传统过程这一有害物质残留问题,而且大大提高了芽苗菜的产量和质量,大大缩短了生产周期。
高压静电对芽苗菜生长的促进作用及消毒、杀菌机理:1.高压静电处理提高了芽苗菜种子的发芽率及提高了种子活力。
种子活力的提高,表示种子健壮度的增强,发芽率大大提高。
2、高压静电处理降低芽苗菜种子的电导率,提高芽苗菜种子的活力。
种子的电导率,已被公认为种子活力测定的指标之一,种子的活力与电导率呈反比例,即电导率高的种子活力低。
这是因为活力低的种子,膜修复的慢或不能完整修复,膜的通透性增加,浸析出的盐增多,故电导率变高。
3.高压静电处理提高了种子萌发过程中各种酶的活性.如淀粉酶、脱氢酶、酸性磷脂酶、过氧化氢酶、过氧化酶等酶、脱氢酶等等的活性,如脱氢酶不但能反映种子的发芽势,还能评定种子健壮强度,种子的活力与脱氢酶活动呈正比例,种子经过静电处理后,脱氧酶活性的提高,也就是活力的提高、种子健壮度的提高,大大的缩短了发芽时间。
4.高压静电处理加快了种子体内营养物质的转换促进种子的萌发。
静电场的作用下的种子内部产生的显质力和场致伸缩应力可以引起细胞内蛋白质、糖类、脂类等极性分子和金属离子沿力线方向有规律地排列,引起含镁、铜、锰、锌、铁等金属面的构相发生变化,使相应酶的活性增加或提前激活,加速了各种贮藏物质的转化和分解,把淀粉、脂肪、蛋白质等大分子聚合物分解成葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等分子养分,从而增强胚对营养物质的吸收,促进新细胞结构的形成和蛋白质合成,为种子旺盛的生理活动奠定了足够的物质基础和能量来源。
电气农法(电气现象的大自然启示)电气农法(电气现象的大自然启示)电气农法就是利用电场、无线电、直流电、交流电等物理电能来刺激植物生长或者优化环境达到提高产量改善品质的一种农耕方法,而本文要重点介绍的是一种当前在农业上已有较大使用面积或已作为科研手段被运用的电场技术,它是电气栽培的代表,并具有普遍的实用性与操作的可行性,是当前物理农业领域中使用最为广泛最让人熟知的技术,以下将从它的原理及运用范围使用方法等角度进行阐述。
一、电气现象的大自然启示静电生物效应许多现象证明,电场和空气离子对植物的生长发育起着一定的直接作用或间接作用。
自然电场和大气中的空气离子每时每刻都在影响着地球上的各种植物,而植物体本身却又不断地向空问发射负离子来保持内部的电位平衡。
为了适应于这种“电”环境的需要,植物的地上部分在形态结构上都表现了一定的适应性。
本文从植物电生理学的角度,植物的生长发育形态与电场和空气离子的关系进行了论述。
自然界是电的海洋,大气电离层相对地面形成的160KV的电场,使地球上所有的生物都生活在这个漫无边际的海洋之中。
大气中,由于电离辐射等原因产生的带电离子,一般来说每cm3中有100—500个,植物在长期的进化过程申,其形态结构和生长发育习性,也建立了一定的适应性。
人们对光照、温度、水分、大气等环境因子对植物生长发育的影响和作用,已进行了大量的研究,并根据这些因子对作物生产量的影响,总结出了相应的技术措施,但遗憾的是人们对大气静电场这一植物生长发育的重要条件,却因理论方面的研究及研究的设备、方法和技术等方面的原因,并没有引起足够的重视,知之甚少。
因此,到今天为止,仍然还没有把大气静电场作为植物的重要环境因素之一来考虑。
由于目前对电场和空气离子影响植物生长发育的真正机理尚未弄清,在生产应用方面,某些有效的静电处理技术也还没有得到推广。
现从自然大气静电场对植物带来的生长发育形态特征等方面先进行认识,以更深一步地从机理原理上阐明它。
静电场处理种子和植株的效应
静电场是植物生长发育必不可少的环境因素之一。
有人试验用接地的金属网将生长期的植物罩起来,将自然静电场屏蔽,结果导致植物的光合作用受滞,新陈代谢作用显著降低,生长变慢,抗病抗逆能力下降。
早在20世纪70年代,我国就开始有人利用人为高压静电场处理农作物种子,并取得了提高产量,增强作物抗严寒、抗病虫害等性能的良好效果。
植物静电效应的试验研究并取得一定成果的主要有静电场处理植物种子和植株两个方面。
静电场处理植物种子
1.1 基本原理
具有生命的植物种子在播种前处于休眠状态,用人工静电场处理休眠状态植物种子的原理如图l所示。
该电场是由电晕线与金属板组成正负两极而产生的,在极板之间的空间形成一定强度的电场,并有离子雾产生。
将植物种子平放在金属极板上,经过—定时间的“照射”
处理,即可起到极化提高种子活力的作用。
1.2 静电场的设计
根据不同植物种子对电场敏感程度的差异可以设计不同类型和强度的静电场。
处理植物种子的静电场有均匀场与非均匀场、正电场与负电场等类别。
前面提到的由电晕线与金属板组成极板所产生的就是一种非均匀电场。
非均匀电场由于电晕线的电晕放电作用还会产生臭氧,这种强氧化剂对植物种子有消毒杀菌作用。
如果由两块平行金属板组成电极所产生的就是一种均匀电场(忽略边缘效应)。
均匀电场的特点在于计算简单,设计方便,另外还可以根据处理种子的需要,按负极接地或正极接地设计为正电场或负电场。
实际电场的设计都是将市电220v的电压升高、整流,使其电压升到40—400kv ,输出电流则在2—20ma,再通过高压电缆、保护电阻等加到电晕线或金属板上。
电晕线与金属板或平行金属板之间的距离是可调的,通过它们之间距离的调整.以控制电场的强弱。
在进行批量种子处理时,最好能设计、制作一个自动静电种子处理机,图2提供的是广西师范大学张振球教授设计的水稻种于处理台示意图.
1.3机理分析
l.3.1 提高了种子的活化能和酶的活性经静电场“照射”的种子,获得了电场的能量、使种子内形成高能量激发分子。
并位种子内的水分离解,基本营养物质迅速溶解;另一方面作为电介质的植物种子受到电场作用的极化,蛋白质长链结构被破坏,发生分散、凝聚,有利于胚芽的吸收和利用,经静电场处理后的种子,其淀粉酶、过氧化物酶、脱氢酶的活力有显著提高。
主要是通过影响酶蛋白的分子结构、提供能量和影响生物膜的结构和功能状态来影响酶的活性。
淀粉酶活性的提高表示糖酵解效率增强;脱氧酶活性提高反映了呼吸强度的增强,可产生更多供生命活动所需的能量;过氧化物酶则与抗病力、消除自由基密切相关,表征发育程度。
种子活化能及酶的活性的提高都意味着生物体内新陈代谢能力的增强、活力提高,这正是人们所需要的。
1.3、2 减少了种子有机物的流失
经静电场处理后的种子,其浸泡液有机物大分子的含量显著降低。
生物体内细胞膜不完善、损伤或变性都可导致膜透性增大,矿质离子外渗增加.电导率增大。
静电场处理种子可通过
电荷及能量作用使膜分子构相、排列方式与状态发生变化,有的膜相变提前,有利于膜功能恢复和膜损伤部分的修复,从而减少有机物大分子的流失。
1.3.3 消毒杀菌作用在高压静电场中,电晕放电会产生高浓度的臭氧,而臭氧是强氧化剂,其杀菌速度比氯快15—30倍。
因此、种子经静电场处理后,其表皮所带细菌、病毒都被臭氧有效杀灭.这就减少了病害的发生。
1.4 注意事项
1)场向效应:静电场对植物种子的影响与电场强度的方向有关系。
正电场可以促进植物根系的生长,负电场对水稻种子脱氢酶活性的影响优于正电场,而负电场处理几种玉米种子提高活力的作用不及正电场。
场向效应表明外加电场的作用与植物体内荷电物质的性质有关。
2)临界效应:静电场对植物种子的影响与电场强度有关系,随着电场强度大小的变化可能表现为隐性作用、促进作用、抑制作用乃至致死作用,这种现象称之为临界效应,从隐性作用到促进作用,有一个临界场强,称为阈值。
从促进作用到抑制作用.有另一个临界场强,是第二个阈值;两个阈值之间的范围正是我们寻求的静电场正效应作用区域。
试验表明.对—般蔬菜种子处理的电场强度阈值范围为100—400 kV/m。
3)时间效应:在临界场强范围内.静电场对某种植物种子的影响都有一个最佳作用时间,如对番茄、青椒等蔬菜种子的处理时间为;5-10min.对水稻种子为5—15min。
4)消退效应:植物种子经适宜静电场处理后,性质优化,效果显著,但随着时间推移.影响会逐渐减弱乃至消失。
因此.经静电场处理后的种子一般需在3d内播种,否则效果会变差。
此外,植物种子在静电场中处理时宜单层铺放在电极上,以使作用均匀而充分。
2 静电场对植株生长的影响
2.1植物的生长发育是自然静电场与磁场、引力场及阳光、空气、水分等诸多环境因素共同作用的结果.缺一不可.而外加静电场对植物生长的影响也有一定的规律,试验结果的总趋势是:在低电场强度电场作用下无明显作用.随着电场强度的增大呈现一定的促进作用,当电场强度继续增强时,则会产生抑制、变异乃至致死作用。
而且对不同的植物以及同一种植物的不同生长期,静电场起促进作用电场强度的阈值是不同的。
处理植株静电场的设计一般是在试验区地面上空架设金属线材的电晕线,电晕线的高度一般在0.5—2.0m之间,视植株高度而定,但要注意与植株最高处保持一定距离,以不烧坏植株顶部枝叶。
由直流高压发生器供给电晕线10—40kv的电压,从而在电晕线与地面之间形成一个外加静电场,每天供电几小时,植株就生长在变化的静电场中。
试验方式有露天与大棚两种情况,电场有正负分。
2.2 机理分析
2.2.1 结构影响由于外加静电场在确定方向上的作用(由上向下或由下向上).使植物体内的结构变为更加有序.如酶在细胞中、细胞中淀粉的排列、叶绿体类囊体片层垛叠状态等都更加有序,有利于矿物质、营养的贯通吸收,从而增强活力,促进植物生长2.2.2 能量影响在外加静电场中处于生长期的植物,在一定条件下,能够接收并利用一部分电场能量,加速生理生化反应速度.促进植物体内细胞的生长与分化。
所以在外加适宜静电场时.发现植物体内APT含量明显上升,2.2.3 电力影响
在自然条件下,大气电场与磁场、重力场的相互作用和影响以及空气、土壤的湿度、温度
等环境因子的变化,都会造成生长期的植株顶部与根部、根部与土壤之间的瞬时电位差,并以此来驱动植株体内可溶性离子的运动,在外加静电场的作用下,将以静电感应力的形式加速这种运动,形成更大的生物体电流,促进离子及营养的运动吸收,从而促进植株的生长。
内蒙古农机研究所等单位对小麦苗施加适宜静电场的实验表明:静电感应力驱动离子移动的结果促进了小麦植株对硼离子的吸收,而硼具有显著促进开花结果的功能.并被试验结果充分证实。
2.3.4 消毒杀菌由于高压静电电晕放电所产生的臭氧,对植株同样有一定消毒杀菌作用,所以也就起到了壮体和防止病虫害的作用。
3 结论
1)由于静电场处理植物种子比较方便,且效果明显,因此可认为是今后植物静电效应发展的主要方向。
2)静电场对植株生长的影响是肯定的,但起促进作用的是正电场还是负电场,或者对不同植物有不同极性电场需要进一步的试验研究。
3)对植株生长有促进作用的适宜静电场,主要包括静电场强度大小,每天供电施加电场时间长短以及供电方式选择等;而且随植株不同生长期要加以调整变化,不能一成不变.这都需要通过长期大量试验探索,才能掌握其规律.。