李曉春
[摘要] 等離子體種子處理技術(shù)是一項(xiàng)全新的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物理技術(shù),它是借鑒航天育種中宇宙射線對(duì)種子影響的物理原理,采用高壓電弧等離子體輻射與交變電磁場(chǎng)作用相結(jié)合,在農(nóng)作物播種前用等離子體種子處理機(jī)對(duì)種子進(jìn)行處理,達(dá)到農(nóng)作物顯著增產(chǎn)的新技術(shù)。本文從等離子體種子處理的原理和應(yīng)用來簡(jiǎn)單說明此項(xiàng)技術(shù)的推廣前景。
[關(guān)鍵詞] 等離子體;種子處理;原理;應(yīng)用
等離子體種子處理技術(shù)是農(nóng)作物在播種前用等離子體機(jī)對(duì)種子進(jìn)行處理,使農(nóng)作物達(dá)到顯著增產(chǎn)的高新技術(shù)。靖宇縣山坡地面積很大,不適合使用大型機(jī)械,靖宇縣農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站在大力研究適用于山坡地的小型機(jī)械的同時(shí),又積極引進(jìn)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)——等離子體種子處理機(jī)。該技術(shù)是一項(xiàng)極具推廣價(jià)值的農(nóng)業(yè)高新技術(shù),科技含量高、實(shí)用性強(qiáng)、綜合優(yōu)勢(shì)明顯,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著,具有廣闊的推廣前景。
一、等離子體種子處理技術(shù)基本原理
1999年,大連博事等離子體科技開發(fā)有限公司開始等離子體種子處理的研制和等離子體種子處理技術(shù)的研究,2000年以來,吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院分別在吉林和山西省的不同生態(tài)區(qū)進(jìn)行了發(fā)芽、盆栽、旱棚及田間種植試驗(yàn),并做了大面積示范。三年中,從事此項(xiàng)研究的科技人員140多名,試驗(yàn)品種30多個(gè),試驗(yàn)安排8萬多個(gè),試驗(yàn)示范面積2萬多畝,取得數(shù)據(jù)幾十萬個(gè)。2001年11月此項(xiàng)研究被科技部列為863生物和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)第一批研究計(jì)劃。2001年1月30日,等離子體種子處理機(jī)獲得國(guó)家專利,2002年10月16日等離子體處理作物種子的方法獲得公開,此項(xiàng)技術(shù)的研究成功,填補(bǔ)了我國(guó)農(nóng)業(yè)物理中的一項(xiàng)空白,成為全國(guó)首創(chuàng)。
等離子體科學(xué)屬于物理學(xué)科,它是物理學(xué)科的一個(gè)獨(dú)立分支。等離子體是物質(zhì)存在的一種狀態(tài),它是物質(zhì)固體狀態(tài)、液體狀態(tài)、氣體狀態(tài)之后的第四種狀態(tài)--等離子體狀態(tài)。等離子體可以發(fā)光,產(chǎn)生電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波等物理能量,宇宙中99%的物質(zhì)是等離子體。太陽就是其中之一,太陽的質(zhì)量是地球的33萬倍,經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明,航天搭載的種子返回地面后往往產(chǎn)生各種程度的變異,具有明顯增產(chǎn)的效果。其主要原因是太空中高真空、微重力,宇宙射線對(duì)農(nóng)作物種子的影響,使種子的基因產(chǎn)生變異,太空環(huán)境中的宇宙射線起著非常重要的作用,這部分宇宙射線主要是來自太陽這個(gè)巨大的等離子體,等離子體種子處理技術(shù)是受航天培育種種子的啟示,仿照空間的部分等離子體環(huán)境,在處理機(jī)械上安裝了高壓電弧等離子體和交變電磁場(chǎng)裝置,處理種子的方式是讓種子垂直、自己流動(dòng)的方式通過機(jī)器內(nèi)部的等離子體環(huán)境,接受不同能量的光輻射,電磁輻射,電磁場(chǎng)的刺激及帶電粒子轟擊,種子的運(yùn)動(dòng)方式為自由落體,在這個(gè)環(huán)境中,種子處于變速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),各種能量對(duì)種子的作用是變化著的,種子在不同位置接受不同的能量的變化,這時(shí)各種物理能量綜合作用于種子,這種綜合作用是低強(qiáng)度的,微劑量的,短時(shí)間的,處理時(shí)間在0.44s以內(nèi),這種短時(shí)間的低強(qiáng)度的微劑量的變化的輻射激活了種子的生命,加速了酶的轉(zhuǎn)化,增加了可溶性糖和蛋白,促進(jìn)基因的表達(dá),并使其當(dāng)代增加產(chǎn)量。
二、等離子體種子處理在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用
等離子體種子處理技術(shù),是由省農(nóng)科院、大連博事等離子體科技開發(fā)有限公司在太空育種的啟示下,研發(fā)的種子處理技術(shù),并列入國(guó)家科技部“十五”863計(jì)劃項(xiàng)目。該項(xiàng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上特別是抗旱增產(chǎn)、提高品質(zhì)等方面都具有明顯的效果,試驗(yàn)表明通過等離子體處理后的種子,一是生命活力增強(qiáng),經(jīng)過處理的種子發(fā)芽率、發(fā)勢(shì)率明顯提高。二是出苗整齊,苗期提前,經(jīng)過處理的作物出苗普遍提前1-2d,苗的整齊度明顯高于對(duì)照。三是根系發(fā)達(dá),分蘗增加,抗旱抗病能力增強(qiáng),開花座果增加,促進(jìn)早熟,品質(zhì)改善,增產(chǎn)、增收效果明顯。幾年來,扶余縣、樺甸市科技局在對(duì)等離子體種子處理技術(shù)試驗(yàn)示范實(shí)踐中取得經(jīng)驗(yàn),對(duì)全省擴(kuò)大試驗(yàn)示范是有啟示作用的,扶余縣科技局連續(xù)的對(duì)花生和大豆和其他雜糧種子進(jìn)行處理,農(nóng)作物增產(chǎn)增收比較明顯,特別是花生效果更顯著,產(chǎn)量均較對(duì)照田高。通過樺甸市科技局與省農(nóng)科院于2001年--2003年在該市八個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行了試驗(yàn)示范,并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
三、結(jié)論
通過三年的多點(diǎn)試驗(yàn)示范,結(jié)果表明,經(jīng)過該技術(shù)的處理,可激發(fā)種子的潛能、增強(qiáng)種子的活力、提高種子的健壯度;使種子的發(fā)芽率明顯提高,長(zhǎng)勢(shì)旺盛,增強(qiáng)抗旱、抗病能力,提高產(chǎn)量、改善品質(zhì),可提前2-3d成熟。玉米增產(chǎn)幅度5--10%,大豆10%,水稻12%,花生20%,蔬菜10%以上。該技術(shù)的科技含量高、適用性強(qiáng),具有顯著的推廣前景。等離子體種子處理技術(shù)既屬于農(nóng)業(yè)高新技術(shù),又屬于農(nóng)業(yè)平臺(tái)技術(shù)易于掌握易于推廣。