全 文 ：第 26卷 第 6期 青 海 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) Vol.26 No.6
2008年 12月 JournalofQinghaiUniversity(NatureScience) Dec.2008
超声波和赤霉素处理促进唐古特大黄种子萌发
张卫华 ,阿继凯 ,董汇泽＊
(青海大学基础部 ,青海西宁 810016)
摘要:采用饱和 D最优设计方法 ,研究了超声波作用时间和赤霉素浓度二因素对唐古特大黄
种子萌发能力的影响 。结果表明:采用超声波和赤霉素处理对唐古特大黄种子的萌发具有一
定的促进作用 ,超声波是促进种子萌发的主要因素;优化综合农艺措施为:超声波作用时间
21.6 ～ 43.1min,赤霉素浓度 38.2 ～ 58.9mg/kg。
关键词:超声波;赤霉素;唐古特大黄;种子萌发
中图分类号:O42 文献标识码:B 文章编号:1006-8996(2008)06-0034-03
PromotingseedgerminationofRheumtanguticum
withultrasonicwavesandgibberelicacid
ZHANGWei-hua, AJi-kai, DONGHui-ze＊
(DepartmentofBasicResearch, QinghaiUniversity, Xining810016, China)
Abstract:ByapplyingoptimalsaturationDdesign, theefectsofultrasonicwavesandgibberelie
acidongerminationofRheumtanguticumwereinvestigated.Theresultsshowedthatultrasonic
wavesandgibberelicacidcouldincreasegerminationrateandultrasonicwaveswasthemainfactor.
Theoptimizedcombinationofthetwofactorswasultrasonicwavesbetween21.6 and43.1 minand
gibberelicacidconcentrationbetween38.2and58.9mg/kg.
Keywords:ultrasonicwaves;gibberelicacid;RheumtanguticumMaxim;germination
唐古特大黄(RheumtanguticumMaxim)为蓼科多年生草本植物 ,其根及根茎可入药 ,具有泻下通便 、
破积行瘀等功能 ,广泛应用于中成药 、新特药 、保健品及绿色食品等方面 。大黄药材来源以野生为主 ,由
于过度采挖 ,造成生态环境破坏 ,野生资源已逐渐趋于枯竭 ,远远不能满足市场的需求。因此对其进行
人工栽培研究 ,实现大黄的 GAP规范生产 ,具有生态价值和经济价值。
超声波在生物科学领域应用广泛 ,其生物性效应非常复杂 ,既可引起生物分子甚至细胞损伤 ,也可
促进生物大分子的合成甚至生物体的生长 [ 1 ～ 3] ;作用于中药材种子 ,可以打破种子休眠 、促进种子萌发 、
提高种子活力[ 4 ～ 8] 。本试验采用超声波和赤霉素处理唐古特大黄种子 ,观察其对种子萌发能力的影响 ,
旨在为唐古特大黄的人工栽培与 GAP规范化生产提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
唐古特大黄种子由青海师范大学陈志教授提供 ,采集时间 2007年 9月 ,采集地点青海省湟中县;赤
霉素(Gibberelin), >950u/mg,产地日本 , 2007年 12月购于兰州;试验时间:2008年 5月 。
1.2 试验设计 采用饱和 D最优设计 [ 9] 。设超声波作用时间(x1)和赤霉素浓度(x2)2个因素 ,每个
因素 2个水平 ,设计水平编码见表 1。试验共设 7个处理 ,以不经任何处理作为对照(CK),每个处理 50
收稿日期:2008-10-21
基金项目:青海省科技厅科技攻关项目(2007-N-126)
作者简介:张卫华(1972—),男 ,回族 ,山西临汾人,副教授。 ＊通信作者
DOI :10.13901/j.cnki.qhwxxbzk.2008.06.019
第 6期 张卫华等:超声波和赤霉素处理促进唐古特大黄种子萌发
粒种子 ,重复 4次 。
表 1 因 素 水 平
因 素 水 平 编 码-1 λ μ 1 变化区间
x1超声波作用时间(min) 20.0 33.0 40.9 50.0 15.0
x
2
赤霉素浓度(mg/kg) 30.0 47.4 57.9 70.0 20.0
注:λ=-0.1315, μ=0.3944,下同。
1.3 超声波和赤霉素处理 采用超声波发生器(50W、40kHz)和赤霉素 ,按试验设计要求对种子进行
处理 ,处理前漂洗种子预浸种 2 h,水温 <40°,将其中 2组处理种子置于培养皿中室内培养 ,另外 2组处
理种子植于发芽盘中温室大棚内培养 。
1.4 种子发芽势测定
在室温下培养种子 ,第 4天测定种子的发芽数 [ 10] ,计算其发芽势;室外温室大棚培养种子 ,第 9天
测定种子的发芽数 ,计算其发芽势。
室内:发芽势(%)=4天内发芽种子个数供试种子 ×100
室外:发芽势(%)=9天内发芽种子个数供试种子 ×100
2 结果与分析
2.1 模型的建立与检验
各处理种子的发芽势试验结果见表 2,室内对照种子的发芽势为 42.0%,室外温室大棚对照种子的
发芽势为 8.8%。
表 2 最优设计矩阵及结果
试验号
结 构 矩 阵
X0 X1 X2 X21 X22 X1X2
室内发芽势(%) 室外发芽势(%)
y1 y 1 y2 y 2
1 1 -1(20) -1(30) 1 1 1 62.0 62.3 36.3 36.0
2 1 1(50) -1(30) 1 1 -1 55.0 54.9 33.8 33.6
3 1 -1(20) 1(70) 1 1 -1 63.0 62.9 38.8 38.6
4 1 λ(33.0) λ(47.4) 0.0173 0.0173 0.0173 46.0 45.9 25.0 24.8
5 1 1(50) μ(57.9) 1 0.1556 0.3944 48.0 47.6 33.8 33.6
6 1 μ(40.9) 1(70) 0.1556 1 0.3944 42.0 41.6 25.0 24.7
b1 44.6 -6.2 -2.2 10.9 0.9 -2.5 R=0.9998
b2 24.5 -2.2 0.3 11.5 -0.7 -0.8 R=0.9999
根据表 2分别建立的数学模型如下:
室内:y 1 =44.6-6.2x1 -2.2x2 +10.9x1 2 +0.9x2 2 -2.5x1x2
室外:y 2 =24.5-2.2x1 +0.3x2 +11.5x1 2 -0.7x2 2 -0.8x1x2
对表 2种子发芽势的实测值 y与通过数学模型计算得到的种子发芽势的预测值 y 作相关分析 ,其
相关系数分别为 0.9998和 0.9999,达极显著水平 。表明该数学模型能客观地反映试验中作用因素对
于种子萌发的影响 ,模型具有实用价值。
通过对上述数学模型的分析可知:采用超声波和赤霉素处理 ,对唐古特大黄种子的萌发具有一定的
促进作用 ,超声波是促进种子萌发的主要因素( -6.2 > -2.2 , -2.2 > 0.3)。
2.2 模拟试验结果与最佳农艺措施的选择
用 x1、x2两因素的 4个编码值两两组合 ,组成 16个全因子试验 ,模拟出 16个试验结果(表 3)。从
表 3中选出室内发芽势大于 46%的 8个优良组合 ,室外发芽势大于 30%的 8个优良组合 ,根据最优组
合频数分布表确定的优化综合农艺措施为:超声波作用时间 21.6 ～ 43.1min,赤霉素浓度 38.2 ～
58.9mg/kg(表 4)。
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表 3 模拟试验结果
序号 组码值x
1
x
2
室内发芽势
(%)
优选
组合
室外发芽势
(%)
优选
组合
1 -1 -1 62.3 √ 36.0 √
2 -1 λ 61.4 √ 38.4 √
3 -1 μ 62.0 √ 38.5 √
4 -1 1 62.9 √ 38.6 √
5 λ -1 48.4 √ 23.9
6 λ λ 45.9 24.8
7 λ μ 45.0 25.0
8 λ 1 44.6 24.7
9 μ -1 47.9 √ 24.7
10 μ λ 44.3 25.0
11 μ μ 42.7 25.3
12 μ 1 41.6 24.7
13 1 -1 54.9 √ 33.6 √
14 1 λ 44.9 33.4 √
15 1 μ 47.6 √ 33.6 √
16 1 1 45.5 32.6 √
表 4 最优组合频数分布表
编码值及统计项 超声波时间(室内) 赤霉素浓度(室内) 超声波时间(室外) 赤霉素浓度(室外)次数 频率 次数 频率 次数 频率 次数 频率
-1 4 0.500 4 0.500 4 0.50 2 0.05
λ 1 0.125 1 0.125 0 0.00 2 0.25
μ 1 0.125 2 0.250 0 0.00 2 0.25
1 2 0.250 1 0.125 4 0.50 2 0.25
合计 8 1.000 8 1.000 8 1.00 8 1.00
平均值xj— -0.2171 -0.2928 0 0.0657标准差 Sj 0.9098 0.8853 1.0690 0.7848标准误 Sxj— 0.3213 0.3130 0.3780 0.2775
95%置信限 L -0.9768 ～ 0.5428 -1.1330～ 0.4474 -0.8940 ～ 0.8940 -0.5900～ 0.7220
农艺措施 20.4 ～ 43.1 27.3～ 58.9 21.6 ～ 48.4 38.2～ 64.4
3 结论
(1)饱和 D最优设计是试验设计中精确度较高的试验设计方法之一 ,其实测值与理论预测值之间
具有极高的相关性 ,本试验中实测值与理论预测值之间的相关系数 R均达到极显著水平 ,这表明所建
立的数学模型具有较强的应用性 ,可以用来指导试验与生产实践。
(2)由试验可知 ,同一处理大黄种子 ,室内培养皿中种子的发芽势明显高于温室大棚发芽盘中种子
的发芽势 ,发芽的规律基本一致 。室外温室大棚发芽盘中种子的发芽势与对照相比差别非常明显 ,种子
的发芽势比对照高出 16 ～ 30个百分点 ,出苗相对整齐 ,说明采用超声波和赤霉素处理 ,对促进唐古特大
黄种子萌发非常有效 。
参考文献:
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(下转第 100页)
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青海大学学报 第 26卷
E= Δ B∥ ×100% =2.3%
图 5 电流值与偏转角 θ关系图
在数据处理方法上 ,还可将测得的电流 I值与偏转角 θ值作
I—tgθ图(图 5)。由图线求出其斜率 b值 ,代入式 5,即可求得地磁场
水平分量。
B∥ =8μ0N
5
3 /2 R·b (6)
或用最小二乘法 ,设 x=tanθ, y=I,求其相关系数 ,回归常数 a
和回归系数 b,然后求得地磁水平分量。
B∥ =8μ0N
5
3 /2 R·b (7)
4 结语
通过本实验 ,学生不但学习了电磁感应法测量磁场的原理 ,了解了亥姆霍兹线圈磁场的特点及正切
电流的原理及应用 ,并对地磁场有了理性和感性的认识 ,进一步提高了学习兴趣 。
参考文献:
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(责任编辑 李渝珍)
(上接第 36页)
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(责任编辑 　李渝珍)
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