高压静电处理对种子萌发的生理生化影响

黄洪云， 杜 宁， 张 璇

（唐山学院， 河北 唐山063000）

适宜的静电场短时间处理大豆、水稻作物种子后，提高了种子的活化能，萌发过程中的吸水强度、呼吸强度、电导率及ATP含量都有所提高；蛋白质发生分散凝聚，种子内脱氢酶、淀粉酶和酸性磷酸酶的活性提高，而过氧化物酶的活性则下降。静电处理改善了种子萌发过程的生理生化反应水平，促进了种子的新陈代谢，提高了种子活力。

1 材料和方法

1.1 材 料

供试种子为黑农38号大豆种子、辽优一号水稻种子，由汇丰种业提供。

1.2 方 法

1.2.1 大豆种子呼吸强度的测定

大豆种子用电晕电场处理［1］，供试种子每组100粒，大小尽量一致，3次重复，将处理后的种子与对照种子在培养皿中发芽，用S 2000型红外线CO2分析仪逐日测各组呼吸强度。

1.2.2 大豆种子电导率的测定

将种子在100kV／m的静电场处理30min，与对照组进行对比实验，电导率的测定按徐本美等［2］的方法，每组100粒种子，质量相等，3次重复，用无离子水浸种4，6，8h后用DDSJ－318型电导仪测浸出液电导率。

1.2.3 水稻种子ATP含量的测定

种子在33～267kV／m的静电场中处理10min，进行对比试验，每份50粒种子，质量一致，3次重复，30℃萌发24h，用萤光素酶法［3］测其发光强度，再用标准曲线换算成ATP含量。

1.2.4 水稻种子脱氢酶活性的测定

试材同前，种子在50～250kV／m的电晕电场中处理5min，与对照组进行对比实验，每组50粒，质量一致，重复3次。萌发24h后用TTC定量法［4］测TTCH的生成量。

1.2.5 水稻种子酸性磷酸酶活性的测定

试材同前，种子处理40min，进行对比试验，每份试样0.13g种子，3次重复，在30℃下萌发24h，用对硝基酚膦酸二钠法［5］测酸性磷酸酶活性。

2 结 果

2.1 静电处理对种子呼吸强度的影响

实验结果表明，浸种时间的增加处理组和对照组种子的呼吸强度都增大，2组相比，相同浸种时间处理组的呼吸强度总是高于对照组，且处理组呼吸强度的增加幅度大于对照组，随浸种时间的延长，2组的增幅差距也逐渐缩小。

图1 高压静电场对种子呼吸强度的影响

2.2 静电处理对种子电导率的影响

由图2可知，处理组和对照组的浸出液电导率都随浸种时间的增加而增大，且相同的浸种时间处理组的电导率要高于对照组。影响电导率的因素较复杂，除温度外主要是膜的完整性和新陈代谢水平。浸种前种子的膜结构是不完整的，在种子吸胀过程中膜逐步修复，其修复完整性是影响电导率的因素，徐本美等提出发芽率接近而整齐的种子，活力高者电导率也高，此时种子的代谢水平可能是影响电导率的主要因素［2］。本实验结果与此相符。

图2 高压静电场对种子电导率的影响

2.3 静电处理对种子ATP含量的影响

由图3可知，处理场强低于100kV／m时ATP含量增加不显著，处理场强在100～200kV／m之间时，增加较显著，且在200kV／m时，ATP含量增值率达到最大值，为260%，在处理场强高于200kV／m时，增值幅度又显著减小，在240kV／m时，ATP含量增值率已经下降到130%，此数值低于120kV／m时的140%，以后随着电场强度的增加，ATP含量增值率迅速减小到0。

图3 高压静电场对种子ATP含量的影响

2.4 静电处理对种子脱氢酶活性的影响

由图4可知，随电场强度的增加，脱氢酶活性呈现先增大后减小的变化趋势，且在200kV／m的电场强度下脱氢酶活性达到最大值1.36。场强度小于200 kV／m时，脱氢酶活性迅速增大到最大值；场强度大于200kV／m时，脱氢酶活性迅速减小到1.06，略大于对照的1.0。迅速脱氢是生物氧化的主要方式，脱氢反应是在脱氢酶的催化下完成的，脱氢酶活性的提高是加速生物氧化和提高新陈代谢水平的必要条件。

图4 高压静电场对种子脱氢酶活性的影响

2.5 静电处理对种子酸性磷酸酶活性的影响

由图5可知，随电场强度的增大，酸性磷酸酶活性呈先增大后减小再增大再减小的非单调性变化曲线，且各个电场强度下酸性磷酸酶活性总是大于对照组，在场强度为40kV／m时，2组的活性都达到最大值，场强度为200kV／m时，酸性磷酸酶活性又再次达到小高峰，此场强度下对照组和处理组的酸性磷酸酶活性分别为3.4×10－6mol／（g·min）和4.8×10－6mol／（g·min）。场强度大于200kV／m时2组活性迅速减小，在320kV／m时2组均达最小值。

图5 高压静电场对种子酸性磷酸酶活性的影响

3 小 结

综上所述，高压静电场处理种子能有效改善种子呼吸强度、电导率、ATP含量、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性，且不同电场强度对以上各生理生化指标的影响不同，在各场强度下各个指标的数值呈现非单调性变化规律，但在200kV／m时各个指标均呈现较好的刺激效应。以上所用的大部分试验方法是已被广泛推荐的种子活力测定方法，实验结果表明，静电处理可提高种子萌发过程的新陈代谢水平，改善种子萌发过程的生理生化反应，提高种子活力。

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