高壓靜電處理對種子萌發(fā)的生理生化影響

黃洪云， 杜 寧， 張 璇

（唐山學院， 河北 唐山063000）

適宜的靜電場短時間處理大豆、水稻作物種子后，提高了種子的活化能，萌發(fā)過程中的吸水強度、呼吸強度、電導率及ATP含量都有所提高；蛋白質(zhì)發(fā)生分散凝聚，種子內(nèi)脫氫酶、淀粉酶和酸性磷酸酶的活性提高，而過氧化物酶的活性則下降。靜電處理改善了種子萌發(fā)過程的生理生化反應水平，促進了種子的新陳代謝，提高了種子活力。

1 材料和方法

1.1 材 料

供試種子為黑農(nóng)38號大豆種子、遼優(yōu)一號水稻種子，由匯豐種業(yè)提供。

1.2 方 法

1.2.1 大豆種子呼吸強度的測定

大豆種子用電暈電場處理［1］，供試種子每組100粒，大小盡量一致，3次重復，將處理后的種子與對照種子在培養(yǎng)皿中發(fā)芽，用S 2000型紅外線CO2分析儀逐日測各組呼吸強度。

1.2.2 大豆種子電導率的測定

將種子在100kV／m的靜電場處理30min，與對照組進行對比實驗，電導率的測定按徐本美等［2］的方法，每組100粒種子，質(zhì)量相等，3次重復，用無離子水浸種4，6，8h后用DDSJ－318型電導儀測浸出液電導率。

1.2.3 水稻種子ATP含量的測定

種子在33～267kV／m的靜電場中處理10min，進行對比試驗，每份50粒種子，質(zhì)量一致，3次重復，30℃萌發(fā)24h，用螢光素酶法［3］測其發(fā)光強度，再用標準曲線換算成ATP含量。

1.2.4 水稻種子脫氫酶活性的測定

試材同前，種子在50～250kV／m的電暈電場中處理5min，與對照組進行對比實驗，每組50粒，質(zhì)量一致，重復3次。萌發(fā)24h后用TTC定量法［4］測TTCH的生成量。

1.2.5 水稻種子酸性磷酸酶活性的測定

試材同前，種子處理40min，進行對比試驗，每份試樣0.13g種子，3次重復，在30℃下萌發(fā)24h，用對硝基酚膦酸二鈉法［5］測酸性磷酸酶活性。

2 結(jié) 果

2.1 靜電處理對種子呼吸強度的影響

實驗結(jié)果表明，浸種時間的增加處理組和對照組種子的呼吸強度都增大，2組相比，相同浸種時間處理組的呼吸強度總是高于對照組，且處理組呼吸強度的增加幅度大于對照組，隨浸種時間的延長，2組的增幅差距也逐漸縮小。

圖1 高壓靜電場對種子呼吸強度的影響

2.2 靜電處理對種子電導率的影響

由圖2可知，處理組和對照組的浸出液電導率都隨浸種時間的增加而增大，且相同的浸種時間處理組的電導率要高于對照組。影響電導率的因素較復雜，除溫度外主要是膜的完整性和新陳代謝水平。浸種前種子的膜結(jié)構(gòu)是不完整的，在種子吸脹過程中膜逐步修復，其修復完整性是影響電導率的因素，徐本美等提出發(fā)芽率接近而整齊的種子，活力高者電導率也高，此時種子的代謝水平可能是影響電導率的主要因素［2］。本實驗結(jié)果與此相符。

圖2 高壓靜電場對種子電導率的影響

2.3 靜電處理對種子ATP含量的影響

由圖3可知，處理場強低于100kV／m時ATP含量增加不顯著，處理場強在100～200kV／m之間時，增加較顯著，且在200kV／m時，ATP含量增值率達到最大值，為260%，在處理場強高于200kV／m時，增值幅度又顯著減小，在240kV／m時，ATP含量增值率已經(jīng)下降到130%，此數(shù)值低于120kV／m時的140%，以后隨著電場強度的增加，ATP含量增值率迅速減小到0。

圖3 高壓靜電場對種子ATP含量的影響

2.4 靜電處理對種子脫氫酶活性的影響

由圖4可知，隨電場強度的增加，脫氫酶活性呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，且在200kV／m的電場強度下脫氫酶活性達到最大值1.36。場強度小于200 kV／m時，脫氫酶活性迅速增大到最大值；場強度大于200kV／m時，脫氫酶活性迅速減小到1.06，略大于對照的1.0。迅速脫氫是生物氧化的主要方式，脫氫反應是在脫氫酶的催化下完成的，脫氫酶活性的提高是加速生物氧化和提高新陳代謝水平的必要條件。

圖4 高壓靜電場對種子脫氫酶活性的影響

2.5 靜電處理對種子酸性磷酸酶活性的影響

由圖5可知，隨電場強度的增大，酸性磷酸酶活性呈先增大后減小再增大再減小的非單調(diào)性變化曲線，且各個電場強度下酸性磷酸酶活性總是大于對照組，在場強度為40kV／m時，2組的活性都達到最大值，場強度為200kV／m時，酸性磷酸酶活性又再次達到小高峰，此場強度下對照組和處理組的酸性磷酸酶活性分別為3.4×10－6mol／（g·min）和4.8×10－6mol／（g·min）。場強度大于200kV／m時2組活性迅速減小，在320kV／m時2組均達最小值。

圖5 高壓靜電場對種子酸性磷酸酶活性的影響

3 小 結(jié)

綜上所述，高壓靜電場處理種子能有效改善種子呼吸強度、電導率、ATP含量、脫氫酶活性、酸性磷酸酶活性，且不同電場強度對以上各生理生化指標的影響不同，在各場強度下各個指標的數(shù)值呈現(xiàn)非單調(diào)性變化規(guī)律，但在200kV／m時各個指標均呈現(xiàn)較好的刺激效應。以上所用的大部分試驗方法是已被廣泛推薦的種子活力測定方法，實驗結(jié)果表明，靜電處理可提高種子萌發(fā)過程的新陳代謝水平，改善種子萌發(fā)過程的生理生化反應，提高種子活力。

［1］閻立，白希堯，李曉玲，等.靜電處理提高黃瓜番茄青椒種子活力的研究［J］.園藝學報，1998，15（2）：115－118.

［2］徐本美，顧增輝，任祝三.測定種子電導率方法的探討［J］.種子，1983，2（1）：18－23.

［3］顧增輝.用蟲熒光素酶測定油料種子的ATP含量［J］.植物生理學通訊，1983（5）：55－60.

［4］徐本美，顧增輝，鄭光華.測定種子活力方法的探討（Ⅰ）——TTC定量法［J］.種子，1982，1（4）：12－14.

［5］嚴國光，王福均.農(nóng)業(yè)儀器分析法［M］.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1982：370－545.

［6］閻立，白希堯，李曉玲，等.靜電處理提高大豆種子活力的研究［J］.中國油料，1987（4）：26－29.