高压静电场处理种子研究现状与发展对策
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高压静电场对月见草种子萌发期的生物学效应
王莘;李肃华
【期刊名称】《生物物理学报》
【年(卷),期】1997(013)004
【摘要】用高压静电场处理月见草种子,研究其萌发状况并测定了12项生理,生化指标,试验结果表明,经电场处理后发芽率提高了95.8%,电解上渗率,呼吸强度,过氧化氢酶活性有不同程度的改善。
电场处理对过氧化物酶,酯酶同工酶,可溶性蛋白有一定影响,使谱带数目,颜色有改变,并以2.6KV/cm×60min为最佳处理剂量,处理效果最好。
【总页数】6页(P665-670)
【作者】王莘;李肃华
【作者单位】吉林农业大学;吉林农业大学
【正文语种】中文
【中图分类】Q949.762.5
【相关文献】
1.高压静电场对月见草种子萌发期表观特性的影响 [J], 王莘;李肃华
2.高压静电场对黄瓜种子萌发期生理指标的影响 [J], 邓红梅;韩寒冰;熊建平
3.高压静电场对南瓜种子萌发及幼苗生长的生物学效应 [J], 吴旭红;孙为民;张红燕;迟双汇;黄志龙;王洋
4.高压静电场对黄瓜种子萌发期生化指标的影响 [J], 张爽;李景富;姜景彬;张贺;陈
秀玲;许向阳
5.高压静电场对甜瓜种子萌发及幼苗生长的生物学效应 [J], 吴旭红
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高压静电场在设施农业中的应用罗莹;张志军;房骏【摘要】介绍了高压静电场在设施农业中的应用情况及其作用机理的研究现状.【期刊名称】《天津农业科学》【年(卷),期】2010(016)001【总页数】3页(P91-93)【关键词】高压静电场;设施农业;作用机理【作者】罗莹;张志军;房骏【作者单位】天津市林业果树研究所,天津,300112;天津市林业果树研究所,天津,300112;天津市农业机械推广总站,天津,300020【正文语种】中文【中图分类】S129随着农业产业结构的逐步调整,以果蔬为主的经济作物面积,特别是设施蔬菜栽培面积迅速扩大。
在设施蔬菜栽培中,由于特殊环境气候引起严重病害,菜农频繁、过量使用化学农药进行防治,出现了环境被污染、食品安全受到威胁和生态平衡被破坏等一系列严重问题。
高压静电场作为一种物理方法被应用于设施农业中,并取得巨大成功,现在已经成为一个研究热点。
笔者主要介绍近年来高压静电场在设施农业中的应用及其作用机理。
1 高压静电场的生物效应及研究现状自然界是一个静电的海洋[1],地球上的生物体时刻在自然静电场作用下生长繁殖[2]。
环境电场变化,特别是外加高压静电场在适宜条件下,必然对构成生物体物质的电荷分布、排列、运动发生作用,从而影响生物体生命活动的许多方面[1]。
高压静电生物效应是研究高压静电场对生物体所产生的影响[3],包括高压静电场对人体、动物机体的影响,对促进植物生长和种子活力、果蔬贮藏保鲜的作用,以及静电生物工程等多个方面[4]。
1.1 影响高压静电场生物效应的主要因素1.1.1 电场的剂量在描述生物学电场作用条件时,电场强度及处理时间是首先要解决的问题。
静电场作用于生物上的剂量,目前还没有精确的计算公式,只有在大量的试验基础上总结出来的数据范围。
1.1.2 电场的作用对象及处理环境生物体是一个特殊的等势体,具有较为复杂的生理特性[5]。
因此,静电场产生的效果也不相同。
它不仅受到生理生化、电磁特性等因素的影响,还受到外界诸多因素如电场类型、自身的品种、含水量及周围环境的温度、湿度等生长条件的影响。
静电防护研究与对策静电是一种常见的物理现象,它产生于物体表面,是由于物体的不平衡电荷导致的。
静电会带来许多问题,尤其在工业生产和日常生活中,静电的产生和积累会对人们的健康和安全造成潜在的威胁。
静电防护研究和对策显得非常重要。
本文将从静电的产生机理和危害、静电防护的技术和策略以及静电防护的重要性三个方面对静电防护进行深入探讨。
一、静电的产生机理和危害静电是由于不同物体之间的摩擦或接触导致电荷转移而产生的。
在许多工业生产和生活场景中,摩擦或接触会引起电子的迁移,从而导致物体带有正或负的静电荷。
当发生电荷不平衡时,物体会积累电荷,形成静电。
静电的产生和积聚不仅会对生产过程和产品质量造成影响,还存在着对人员安全和设备运行的威胁。
静电积聚在人体上可能引起触电和火花放电,危害人身安全;而在工业生产中,静电可能引起火灾、爆炸和设备损坏等危险情况。
静电防护成为了工业生产和日常生活中的重要问题。
二、静电防护的技术和策略针对静电产生和积聚的机理和危害,科研人员和工程师们提出了一系列的静电防护技术和策略。
静电防护的技术和策略主要包括如下几个方面:1. 接地技术接地是指将物体上积聚的静电荷通过导体连接到大地,使其电势保持零。
接地技术是最常见、最基础的静电防护措施,主要用于金属和导电体物体,通过接地线将物体上的静电荷释放到大地,减少静电积聚的可能性。
2. 静电消除器静电消除器是一种能够将物体上的静电荷迅速高效地释放的设备,常用于塑料、纺织品等绝缘体材料的静电防护。
静电消除器通常通过释放电离空气中的自由电荷来中和物体上的静电荷,从而达到消除静电的效果。
3. 阻燃防静电材料在一些对防静电性能要求较高的行业,如石油化工、医药等,常常会选用阻燃防静电材料来进行生产。
阻燃防静电材料具有较好的防静电性能和耐高温性能,能够有效地避免静电对产品和生产过程的影响,从而达到防静电的目的。
4. 静电监测与管理系统静电监测与管理系统是由静电监测仪器和静电管理设备组成的系统,用于实时监测和管理生产现场的静电情况。
高压静电场技术在果蔬保鲜方面的应用综述目录一、内容概括...............................................21.1 研究背景及意义.........................................21.2 国内外研究现状与发展趋势...............................3二、高压静电场技术原理及特点...............................42.1 技术原理概述...........................................5 2.2 技术特点分析...........................................52.3 应用领域拓展...........................................6三、高压静电场技术在果蔬保鲜中的应用基础研究...............73.1 材料选择与实验设计.....................................8 3.2 实验方法与步骤.........................................93.3 实验结果及分析........................................10四、高压静电场技术在果蔬保鲜中的效果评估..................114.1 保鲜效果评价指标体系构建..............................12 4.2 不同果蔬种类上的保鲜效果对比..........................134.3 保鲜期延长机理探讨....................................15五、高压静电场技术在果蔬保鲜中的安全性及环境影响..........165.1 安全性评价与分析方法..................................17 5.2 对环境的影响评估......................................185.3 潜在风险防范措施......................................19六、高压静电场技术在果蔬保鲜中的实际应用案例分析..........206.1 国内外应用现状调查....................................216.2 典型案例介绍及分析....................................236.3 案例总结与启示........................................24七、结论与展望............................................247.1 研究成果总结..........................................257.2 存在问题与挑战分析....................................267.3 未来发展方向与展望....................................27一、内容概括本文档是关于“高压静电场技术在果蔬保鲜方面的应用综述”。
高压静电场对水稻陈种生物学效应的研究
李一;叶家明
【期刊名称】《湖南农业大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】1996(022)005
【摘要】研究了高压静电场对水稻陈种的生物学效应。
试验结果表明,采用适当
的高压静电场处理,可显著提高水稻陈种的活力和水稻陈种发芽长成禾苗的叶片叶绿素的含量,与未作处理的陈种对照相比,处理组发芽率最大提高了5.0%,种子浸出液电导率下降了17.5%,叶绿素含量提高了23.7%,均有显著差异。
正交试验结果分析表明,高压静电场处理影响种子活力的关键因素是电场作用时间与磁场的乘积,当此积为1000min。
kV/m时
【总页数】6页(P421-426)
【作者】李一;叶家明
【作者单位】中山大学生命科学院;浙江大学生物系
【正文语种】中文
【中图分类】S511.01
【相关文献】
1.匀强高压静电场处理水稻种子的生物场效应试验研究 [J], 陈立才;黄芳;周明;杨
伟光;舒时富;贺捷
2.高压静电场对植物生物学效应的研究进展 [J], 高伟娜;顾小清
3.高压静电场对小麦种子生物学效应的物理机理研究 [J], 黄洪云
4.加速重离子辐射对水稻的生物学效应研究——Ⅰ.加速重离子及^(60)Coγ射线辐
照水稻干种子的当代生物学效应 [J], 刘振声;丘泉发;黄文忠;梅曼彤;T.C.H.Yang 5.高压静电场对水稻干湿种子生物学效应的影响 [J], 高伟娜;王贵学;吕江;黄俊丽;李剑;廖瑞金
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高压静电的发展和应用[摘要]近年来,我国在各个领域进行了高压静电场的研究和运用,事实证明高压静电场可以被有效的运用到科技生产、医疗医学、生物农业等等领域。
我们将根据近年了高压静电场的发展和应用来探讨高压静电场的物理作用机理和解释并通过实际案例予以证明和解释。
并通过对高压静电场原理的研究和应用来推动其在各个领域的应用范围,寻求高压静电场向高科技技术发展的新起点。
[关键词]高压静电场科技应用作用机理中图分类号:o521 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)12-0075-01电场有自然电场和人工电场之分,天然电场是由电势高达360kv 的电离层和电势为零的地球产生的,我们早就了解到自然电场中有着不可估量的资源能被人类利用,但是由于自然电场的不稳定性,所以人类对自然电场的运用程度只限于研究层面上。
近年来随着科技的发展,人工电场被广泛的运用到了人们日常生活的各个领域,例如高压静电除尘、高压静电睡处理、高压静电理疗等等,可以说人类对高压静电场的有效控制和研究使人类对电场的利用成为了现实。
我们将在本文中对高压静电场的物理作用机理作出解释,并结合实际案例探讨高压静电场在高科技范围里的应用,和未来的发展方向和潜力。
1 什么是高压静电场1.1 高压静电场的作用机理静电场的产生源自于静止电荷激发,该静止电荷被称为场源电荷,简称为源电荷。
静电场的电场线起始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷。
静电场的电场线方向和场源电荷有着密切的关系。
当场源电荷为正电荷时,该电场的电场线成发散状;当场源电荷为负电荷时,该电场的电场线成收敛状。
其电场力移动电荷做功具有与路径无关的特点。
用电势差描述电场的能的性质,或用等势面形象地说明电场的电势的分布。
高压静电场是基于静电场的物理意义上的人工综合效应产生场。
通常办法是高压静电电源利用电子线路产生的高频矩形波,经过整流和滤波、多谐振变换和多级倍压整流等电路变换成输出连续,输出可调的稳定直流高压电。
种业发展的现状和对策摘要种业作为农业生产的基础,对于农业生产和农民收入的增加起到了重要作用。
在新时代,种业的发展也需要更加科学、精准、高效地进行。
本文将探讨种业发展的现状以及对策。
现状分析种业现状种业是指农业种子生产和营销的过程。
我国种业发展已经历了从“大而全”到“小而精”的转变。
在过去,国内种业广泛地使用进口材料,而现在国内品种逐渐成熟,正在逐步替代进口种。
但是,种业目前仍面临着以下问题:•假冒伪劣问题仍然普遍存在,给市场带来了较大的冲击;•种业机构与农户之间的联系不够紧密,种子价格过高,使农民难以承受;•种子研发投入不足,技术创新缺乏。
种业现有对策为了解决种业目前面临的问题,国家在政策层面上推出了一系列措施和政策:•着力以创新发展引领农业现代化;•推动农业结构优化升级,提升农业供给体系建设;•争取更多的科技支持,加强对种子技术的投入;•加强种业机构和农户之间的联系,降低种子价格;•加大对进口种子的审查和追究假冒伪劣行为的责任。
种业的未来发展趋势种业发展前景随着科技的进步和技术的创新,种业已经迎来了新的机遇和挑战。
目前,种业发展的趋势有以下几个方面:•科技创新是种业发展的主题;•精准农业将成为未来发展的方向;•绿色生产将是必然趋势;•国内品种将逐渐替代进口。
这些趋势旨在解决种业现有问题,使得种业在未来能够更加科学、精准、高效地发展。
种业未来的发展对策为了更好地推进种业的发展,应该突出下面的几点:•科技创新和技术创新是种业发展的主题,要在技术创新中推进新品种的研发,造福于农民;•在推进精准农业的同时要提高种业企业和科研机构的服务水平,打破“中间环节”,直接面对农户,降低中间利润;•在推进绿色生产的同时,强化对品质的控制,保障农产品的品质,同时减少对环境的污染;•在国内品种逐渐替代进口的同时,必须加强对市场的监管,减少假冒伪劣。
同时还要提高对品牌的认可度,增强品牌形象。
结论在新时代下,种业已经迎来了新的机遇和挑战,科技创新和技术创新是种业发展的主题。
高压静电场保鲜技术原理及应用现状研究高压静电场保鲜技术原理及应用现状研究•农业科技与装备2016年08期摘要:近年来高压静电技术在食品工业中逐渐得到应用。
从细胞膜电势、果蔬内部电场、水结构的角度分析高压静电场保鲜技术的原理,概述高压静电场技术在果蔬贮藏保鲜中的应用现状,并对高压静电场保鲜技术的前景进行展望,以期为该技术今后的深入研究提供参考。
关键词:高压静电场;保鲜;果蔬;原理;现状;前景中图分类号:S609 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2016)08-0058-02地球表面的一切生物体都是在电场强度约130 V/m的自然静电场的作用下生长、繁殖。
生物环境电场的改变,特别是外加高压静电场,必然对构成生物体的细胞内外的电荷分布、排列、运动产生一定的影响。
目前,国内许多研究人员正在进行相关试验,且其试验结果已经得到了一定的证实。
近年来,静电技术在食品工业中的应用研究悄然兴起,这主要得益于微能源、静电生物效应和电场等理论基础研究的发展。
目前,高压静电生物技术在食品领域的应用研究主要包括:高壓静电场在食品保鲜中的研究,高压静电场对酶的活性的影响研究,高压静电场加速冷冻食品解冻的试验研究,高压静电场在食品杀菌中的应用研究,高压静电场的生物效应影响研究,以及高压静电场对食品其他功效的影响研究等。
本文对目前国内外运用高压静电场技术延长果蔬保鲜贮藏期的技术原理及研究现状进行概述和探讨。
1 高压静电场处理对样品品质影响的原理特定的高压静电场处理能显著地保持所处理果蔬的品质,具体表现在:增加可溶性固形物、VC、还原糖、总酸等的含量,减少丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)的含量;但另外的一些静电场处理则出现与该结论不太一致的结论。
现就这些现象从高压静电场保鲜作用机理方面做出如下讨论分析。
1.1 从细胞膜电势的角度分析据报道,静电场处理对果蔬有保鲜作用,主要是由于电场改变了果蔬细胞膜的跨膜电位。
生物化学理论认为,在水溶液中一个离子要穿过细胞膜,除了需要一定的载体来传送外,更重要的是它要受到2种驱动力的作用:一种来自膜内外两侧的化学梯度(浓度),另一种则是由于透过膜的电荷运动所造成的电势梯度(膜电位差)。
抗静电剂的研究现状及发展1.静电的危害静电是一种处于静止状态的电荷。
一般来说,静电会在正当两个物体的解出与分离、摩擦、变形以及离子附着等情况下产生。
静电的危害有很多,但大致可以分为两种。
1.1 静电的第一类危害静电的第一类危害来源于带电体的相互作用。
飞机机体与空气、灰尘、水蒸气等微粒摩擦时会使飞机带电。
若不及时采取措施,飞机的无线电设备将会失灵。
在印刷厂静电会使纸张粘合,极难分开,给印刷带来麻烦。
静电也很容易吸附灰尘和油污造成产品污染。
1.2 静电的第二类危害第二类危害是指由于静电火花点燃易燃物发生爆炸。
平时静电产生的火花对人体基本无害,可是在空气中充满易燃气体和粉尘时,电火花引发威力巨大的爆炸。
例如,手术台上,麻醉剂主要成分为乙醚,静电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人;在煤矿,则会引起瓦斯爆炸,会导致工人死伤,矿井报废。
2 抗静电剂的定义抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消散静电荷产生的化学添加剂。
抗静电剂自身没有自由活动的电子,属于表面活性剂范畴,它通过离子化基团或极性基团传导或吸湿作用,构成泄露电荷通道,达到抗静电的目的。
[1]3 抗静电剂的作用机理常用的抗静电的方法有两种,第一种是增加产品的润滑性,防止静电荷产生,第二种是加快静电荷的泄露。
因此抗静电剂的使用方法也有两种,一种是涂刷、喷洒在产品表面,另一种是添加到生产材料的内部。
这两种使用方法都可以提高材料的电导率,并且对应着两种作用机理。
3.1 外部抗静电剂的作用机理通过键与空气中的水分子结合,抗静电剂的亲水基在塑料表面形成一个单分子导电膜,能够降低表面电阻,加快电荷的泄露。
摩擦间隙中的介电常数高于空气中的介电常数,使电场变弱,从而导致产生的电荷减少。
3.2 内部抗静电剂的作用机理在树脂中添加足够量的抗静电剂时,树脂表面会形成一层稠密的排列,亲水基向着空气一侧形成导电层,表面浓度高于内部。
加工时,由于外界的作用可以使树脂表面的抗静电剂分子缺损,抗静电性能下降,但与此同时,树脂内部的抗静电剂会不断渗出到表面,向表面迁移,补充缺损的抗静电剂分子的导电层并且形成水吸附层,通过吸附层使电导率提高。
高压脉冲电场对辣椒陈种子萌发的影响殷涌光 迟燕平 李婷婷摘要 运用二元二次通用旋转组合设计方法研究了高压脉冲电场(PEF )的场强和时间对辣椒陈种子萌发的影响,得出了种子萌发综合指标Y 和各因素间的回归方程,确定了最佳组合。
场强和时间对于种子萌发的影响均为极显著( <0 01),场强的影响大于时间。
当场强为6 50kV/cm 、时间为200s 时作用的效果最好,种子的萌发综合指标达到最大值,为59 916。
关键词:高压脉冲电场 辣椒 种子 萌发 试验中图分类号:S129文献标识码:AEffect of High Intensity Pulsed Electric Field onGermination of Old Pepper SeedsYin Yongg uang 1Chi Yanping 1Li Tingting2(1 Jilin University 2 Jilin Agricultural University )AbstractBy means of quadratic general rotational com bination design,the effect of high intensity pulsed electric field strength and operation time on germ ination of old pepper seeds w as investigated experimentally.A quadric regression equation betw een g ermination index Y and factors was established,and the optimum combination of parameters values w as obtained subsequently.The results showed that the tw o factors had significant influence on seed germination ( <0 01),and the influence of field strength w as more than that of operation time.The optimum parameters values are 6 50kV/cm of field streng th and 200seconds of operation time respectively.Key words H igh intensity pulsed electric field,Pepper,Seed,Germination,Experiment收稿日期:2007 10 18殷涌光 吉林大学生物与农业工程学院 教授 博士生导师,130022 长春市迟燕平 吉林大学生物与农业工程学院 博士生李婷婷 吉林农业大学园艺学院 硕士生,130118 长春市引言种子的活力影响到植物的整个生命过程,通过不同途径保持和提高种子的生命力,不仅是一个值得探讨的生物学问题,而且在农业生产中具有现实意义[1~2]。
高压静电场处理种子研究现状与发展对策摘要对目前国内外高压静电场处理作物种子的概念、分类、应用等研究状况进行了概述,对于静电种子处理目前存在的问题给出了发展策略。种子处理从源头上改善了种子的品质,有利于食品安全。适当的静电处理能显著提高种子的发芽率、发芽势、苗高、根长、鲜重等各项指标。通过测定种子自由基含量和超弱发光强度,分析了高压静电场对作物种子生物效应的作用机理。高压静电场的合理利用可对种子的萌发,幼苗生长,农作物产量及品质保鲜等方面产生积极影响。关键词:高压静电场,种子处理,发芽率ResearchStatusandDevelopmentCountermeasureofseed
treatmentwithHighvoltageelectrostaticfieldAbstract:Therecentresearchprogressinthehighvoltageelectrostaticfieldinseedtreatmentofconcepts,classificationandapplicationisreviewedinpresentpaper.Givingdevelopmentstrategyforthepresentproblemsoftheelectrostaticseedtreatment.Seedtreatmentimprovedthequalityofseedsfromthesource,itisadvantageoustothefoodsafety.Properelectrostatictreatmentcansignificantlyimproveseedgerminationrate,germination,seedlingheight,rootlength,freshweightandsoon.Bymeasuringtheseedcontentoffreeradicalsandultraweakluminescenceintensity,itisanalyzedforthehighvoltageelectrostaticfieldtothemechanismofthebiologicaleffectsoncropseeds.Itproducespositiveinfluenceonseedgermination,seedlinggrowth,cropyieldsandthequalityofpreservationwiththerationaluseofhighvoltageelectrostaticfield.Keywords:highvoltageelectrostaticfield,seedtreatment,germinationrate0引言随着现代农业的不断发展,如何提高种子质量,改善产品品质,增加作物产量,已成为人们争相研究的课题。优质种子是农作物丰收的前提条件,目前,越来越多的科学方法被用于种子处理中。种子处理大多采用播前处理,传统的物理筛选,化学灭菌等方法能够在一定程度上提高种子活力,增强作物抗病性,改善农产品品质。但是某些化学药品的介入必将对水质和土壤造成污染[1]。高压静电技术是近年来兴起的一种重要的种子处理方法。高压静电场能够对作物种子内部水分子、酶等物质进行作用,优化其原有性质,以达到种子发芽生长所需要的良好条件。静电处理种子时,会产生强烈的电晕放电,进而产生离子雾,高浓度臭氧(O3)和氮氧化物,氮氧化物在种子表面与水化合形成硝酸和亚硝酸,它们能够刺激种子休眠状态的胚胎。臭氧是一种强烈的杀菌剂,杀菌效果比氧快15~30倍。因此,静电处理后的种子,其植物发病率会大大降低[2]。近些年的实验研究表明:静电处理对小麦、玉米、水稻、番茄、黄瓜等众多农作物的生长发育均有显著影响。高压静电技术具有设备简单,可重复使用,成本较低,短时间内效果显著等特点,因此受到国内外众多科技工作者的高度重视,也取得了丰硕成果[3]。我国是农业大国,农业的发展关系着国计民生,传统落后的农业发展方式应逐渐进行改变,更多引入现代农业技术,树立农业科学发展理念。
1国内外研究现状1.1国外研究现状1.1.1静电分选静电分选可以将作物种子系统分级,挑选出优质种子。羽扇豆种子是植物蛋白质的优质来源。早期用湿析出法从羽扇豆种子中提取蛋白质,但提取率较低。JueWang等[4]人用研磨和静电分离相结合的干分馏法替代湿析出法提取蛋白质,取得较好效果。相对仅进行粗糙研磨,与静电分选相结合能减少粒子的集聚,提供充分分离的蛋白体。一次简单的静电分离后获得的干粉末蛋白质含量达到57.3%。连续三次静电分离后干粉末蛋白质含量进一步提高到65%。通过额外的加工和循环利用具有一定蛋白质含量的粉末,最后得到的干粉末蛋白质含量达到65.1%。基于这些研究结果,采用研磨和静电分离相结合的方法从羽扇豆种子提炼蛋白质是更优的方法。1.1.2高压静电场对种子作物的发芽及相关指标的影响国外对电场处理种子发芽做了许多研究,SeiichiroIsobe等[5]对干燥的牵牛花种子进行电场处理和发芽实验,通过氢核磁共振谱光谱和核磁共振微成像技术来检测萌发种子的含水状态。研究认为,细胞膜在吸涨过程中受到电场极化的作用导致水分子集聚异常,破坏了细胞膜组织,牵牛花种子在50kV/m静电场强度下处理60min发现,其发芽率比未处理种子发芽率低50%,这说明牵牛花种子对电场过于敏感。RukuiHuang等[6]将黄瓜种子分别作吸胀处理和电场处理,然后进行发芽和膜通透性实验,结果表明,这两种处理方法都能够提高黄瓜种子的发芽率。DanielaIchim等
[7]人认为在植物个体发育初期,静电应力能使基因产生变异,从而对植物个体产生影响。
1.1.3高压静电场对种子作物的品质保鲜方面的影响高压静电场在作物保鲜及品质方面也有许多研究。VTirthaRajBajgai等[8]用430kV/m的交流高压电场对余甘子处理2h,将处理后的余甘子分别置于4,20和35℃的环境中,通过研究余甘子腐败,色泽,维生素C等指标证明了高压电场能够延长余甘子的贮藏时间。Chang-WeiHsieh等[9]将胡萝卜汁进行高压静电场处理,与对照组相比,处理后的胡萝卜汁贮藏时间得到延长,在低
温状态下,高压静电场还起到保鲜和提高营养价值的作用。V.Palanimuthu等[10]对蔓越橘分别施加2,5,8kV/cm的电场强度进行处理,处理时间分别为30,60,120min,通过分析蔓越橘的呼吸率发现,在2~3周内,经高压电场处理的蔓越橘与对照组相比呼吸率显著降低,这说明高压电场能够增加蔓越橘贮藏寿命。1.2国内研究现状1.2.1种子静电分选种子静电分选是基于种子之间电导率和介电常数的不同来进行的。根据这些差异,充分利用静电力、重力、离心力等因素来对种子进行分离、提纯和分级。实验研究表明,不能发芽种子胚胎周围水分比能发芽种子少2%,因此活种子的介电常数高于死种子。使用DXJ--1型静电选种机分选牧草种子能使种子发芽率提高10%~26%,充分提高了种子的利用率[3]。山东农业大学徐江等[11]利用介电分选机在不同电压下对水稻种子进行介电分选,设置滚筒转速为25r/min,结果发现,分选机对水稻种子有较好的分选效果,并且当分选电压为4000V(DC)时,分选获得的Ⅰ级水稻种子的活力最高。江西农业大学于爱真等[12]将水稻种子从30cm高度自由下落,种子下落过程中经过高压静电场,由于静电力的作用而产生位移,根据分离距离对种子进行分选。研究表明,经过高压静电场分选出的优质水稻种子,其α淀粉酶活性、脂肪酶活性、蛋白酶活性以及电导率都有明显改善。水稻种子发芽率和发芽势的改善程度与分离距离有明显的相关关系,分选出的优质水稻种子比未分选水稻种子的发芽率和发芽势提高了5%~8%[13]。
1.2.2静电场对种子活力的影响静电作用对种子的活力也会产生影响,目前国内有许多相关研究。韶关学院蔡兴旺等[14]将黄瓜种子置于静电场中,通过设置不同的电场强度和处理时间来对种子进行处理,并借助回归方程对结果进行回归分析。结果表明,当处理时间3min,电场强度200kV/m时,黄瓜种子的发芽率、发芽势、苗高、根长、鲜重分别为96%、92%、15.88mm、7.78mm、0.32g,活力指标显著提高。山东农业大学李法德等[15]利用芒刺电极对包衣棉种进行电场处理,以研究静电场对棉种发芽率和幼苗质量的影响,当芒刺电极在-16kV(DC)下对棉种处理40s后,其发芽率和幼苗质量分别提高29.33%和13.27%。为了提高处理水稻种子的效率,徐江利用芒刺电极对三层水稻种子同时进行处理,结果发现:电晕场处理多层种子时电磁波产生穿透效应,适宜的电场强度可以使多层水稻种子活力都显著提高[16]。聊城大学王宣高等[17]研究了高压静电场对陈年棉花半毛籽活力的影响。实验中将棉花种子放于3200kV/m的高压静电场中分别处理不同的时间。研究表明,陈年棉种活力随着处理时间的增加而提高,棉种发芽率、发芽势显著提高,当处理时间为60s时达到最佳效果。郭守志也从电场处理玉米种子的实验中证明:处理剂量较小时,电场对玉米种子活力影响不大,处理剂量过大时,电场对玉米种子萌发产生抑制作用,所以只有在适当范围的电场剂量才能提高种子的活力[18]。
1.2.3静电场对种子生物学效应的影响我国从上世纪七八十年代开始就有学者对静电生物学效应进行了研究。大连水产学院白亚乡等[19~20]选用甜菜种子进行电场处理,借助顺磁共振波普技术和液闪仪单光子监测装置,分别测定种子自由基含量和超弱发光强度,以此来分析高压静电场对甜菜种子生物效应的作用机理。研究表明,静电场能够对种子体内的水分子进行作用来提高自由基含量,进而提高种子生物膜的透性和种子的超弱发光强度,从而影响种子的生命活动。实验证明:适当强度的静电场能够提高种子的呼吸强度、发芽率、自由基含量和超弱发光强度。茂名学院邓红梅等[21]对黄瓜种子的生物学效应进行了分析,实验中用高压静电场对干、湿两种状态的种子分别进行处理,设置电场强度为20kV/cm,处理时间为20s,结果黄瓜种子的各项生理指标都比对照组有明显提高,而且吸胀种子相比干种子的处理效果更好。1.2.4静电场对作物品质及保鲜的影响高压静电场在作物品质和保鲜方面也有一定作用。山西农业大学王愈等[22]对番茄进行静电处理,结果发现:适当强度的静电场处理能够减缓番茄果实可溶性糖含量及硬度的下降,有一定的保鲜作用。内蒙古农业大学李高等[23]用四种强度的电场对甜高粱种子进行处理,发现当电场强度为2.0kV/cm,时间为5min时,甜高粱生物产量及干物质积累量增加最明显,同时将秸秆内更多的蔗糖转化为果糖和葡萄糖。河北农业大学王颉等[24]对采后红元帅苹果进行高压静电场处理,结果表明,贮藏一段时间后,经静电场处理过的苹果的新鲜程度、甜度等各项指标均比对照组好,这说明:适当强度的静电处理能有效提高贮藏苹果的品质。