全 文 ：安徽农学通报，Anhui Agri.Sci.Bull.2014，20（06）
复合磁电场对牛尾菜种子发芽率的影响研究
郝建卫 1 李翠兰 2* 盘飞兰 2 莫言兰 2 易 艺 1 蒋向军 2
（1 桂林电子科技大学，广西桂林 541004；2 桂林亦元生现代生物技术有限公司，广西桂林 541004）
摘 要：选择电场强度、磁场强度、诱导时间为参试因素，采用L25（35）正交试验研究复合磁电场对牛尾菜种
子萌发的影响。结果表明：电场强度、磁场强度对牛尾菜种子发芽率、发芽势均有显著影响，采用电场强度为
80kV、磁场强度为1 400Gs、诱导时间为15min处理牛尾菜种子，其发芽率最高。
关键词：牛尾菜；种子萌发；复合磁电场
中图分类号 S567 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）06-09-03
牛尾菜（Smilax riparia A.DC），俗称龙须菜，多年生
草质藤本，为百合科菝葜属植物。牛尾菜根状茎有活血
化瘀，祛痍止咳的功效，主治风湿性关节炎，筋骨疼痛，腰
肌劳损等 ［1］，是值得进一步筛选的抗癌植物种类之一［2］，
是多种治疗跌打损伤、祛风除湿类中成药的核心原料。
牛尾菜嫩茎叶鲜嫩可口，营养丰富［3-4］，清炒、烫食、煲汤
皆宜，是药食同源的美味佳肴。目前牛尾菜原料完全依
赖野生资源，而长期掠夺性采挖，已导致其濒临枯竭，因
此发展牛尾菜种植已成当务之急。
牛尾菜的繁殖方式主要是种子繁殖，但其种子休眠
期长（至少1a以上），萌发很不一致，生产中通过机械损伤
种皮、变温、化学等处理也难以打破种子休眠和提高萌发
率［5］，由此导致牛尾菜人工规模化种植难以推广。本研究
采用不同磁、电场强度、诱导时间对其种子进行诱导，筛
选出有利于牛尾菜种子萌发的最佳处理组合，为牛尾菜
种苗繁育和人工栽培奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料 牛尾菜种子：采自广西桂林市兴安县华江乡，
选取黑色且充分成熟的牛尾菜浆果，去除果皮洗净，自然
晾干表面水分后备用。
1.2 仪器和设备 植物种苗磁电场复合诱导繁育系统：
桂林电子科技大学和桂林亦元生现代生物技术有限公司
联合发明（专利公告号：CN102326471A），本系统包括磁
场、电场产生与控制装置。
1.3 实验方法
1.3.1 牛尾菜种子发芽实验 将牛尾菜种子经过目选，
除去过小、畸形的种子，随机分组。用植物种苗磁电场复
合诱导繁育系统处理各分组种子，将处理后的种子以及
对照组种子分别放入培养皿中，作好标记后置于光照培
养箱中培养，在20℃条件下进行发芽实验。
1.3.2 复合磁电场诱导牛尾菜种子试验设计 以电场强
度、磁场强度为诱导因素，分别实验电、磁场对牛尾菜种
子发芽率的影响大小，然后以电场强度、磁场强度、诱导
时间为参试因素，每个因素5个水平，选用正交表L25（35）
设计正交试验，正交试验因素与水平见表 1。试验共 26
个处理，每个处理种子100粒，以未经复合磁电场处理的
种子作为对照组，设3个重复。处理后的种子经光照培养
箱中培养20d后，观察其生长情况并测算其发芽势、发芽
率，根据发芽势、发芽率，确定打破该类种子休眠的最佳
复合磁电场参数和诱导时间。
表1 复合磁电场诱导牛尾菜种子正交试验因素与水平设计
水平
1
2
3
4
5
A电场强度（kV）
50
60
70
80
90
B磁场强度（Gs）
600
1 000
1 400
1 800
2 200
C诱导时间（min）
10
15
20
25
30
1.3.3 测定方法 于首粒种子发芽后每天调查发芽粒
数，直至发芽结束。以首粒种子发芽后20d内的发芽种子
数计算发芽势，以连续5d无种子发芽的发芽种子数计算
发芽率。
发芽势（%）=规定时间内发芽种子个数/供试种子总
数×种子纯度×100
发芽率（%）=发芽种子个数/供试种子总数×种子纯
度×100
2 结果与分析
2.1 磁场强度对牛尾菜种子发芽率的影响 选择目测健
康的牛尾菜种子分组进行磁场强度诱导实验，磁场强度
自 500Gs起设置 6个处理，每处理间隔 300Gs，处理时间
10min，以未用磁场处理为对照，重复 3次。其结果见表
基金项目：桂林市科学研究与技术开发计划项目，项目编号：20120113-7；南宁市科学研究与技术开发计划项目，项目编号：201102090G。
作者简介：郝建卫（1956-），男，广西桂林人，高级实验师，从事数字信号处理的研究工作。*通讯作者 收稿日期：2014-02-27
9
DOI:10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2014.06.022
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2，除 500Gs×10min的处理与对照相比差异不显著外，其
他处理与对照之间的差异达到显著或极显著水平，而处
理间相互比较除个别情况外，无显著差异，说明以一定磁
场刺激牛尾菜种子，可以提高其发芽率。本试验中，可使
它发生这一效应的最佳磁场强度大约在1 400Gs，以后进
一步增大磁场强度，并不能使种子的发芽率进一步提高。
表2 不同磁场强度对牛尾菜种子发芽率的影响
处理（Gs×min）
500×10
800×10
1 100×10
1 400×10
1 700×10
2 000×10
未处理
平均发芽率（%）
33.15
34.92
35.74
38.77
33.83
33.68
28.61
差值（%）
4.54
6.31
7.13
10.16
5.22
5.07
2.2 电场强度对牛尾菜种子发芽率的影响 根据前人研
究情况，短时高压电场处理植物种子，可对植物种子发芽
率产生促进或抑制的生物学效应，其效应大小因植物种
类而异［6］。本实验选择目测健康的牛尾菜种子分组进行
电场强度诱导实验，电场强度自10kV起设置6个处理，每
处理间隔 20kV，处理时间 10min，以未用电场处理为对
照，重复3次。其结果表明（表3）：电场处理牛尾菜种子，
其发芽率均有不同程度的增加，但效果除 70kV×10min、
90kV×10min的处理与对照相比差异显著外，其他处理与
对照之间的差异未达到显著水平。说明以一定电场处理
牛尾菜种子，可以提高其发芽率，但其发芽率并不随处理
强度的增加而增加。
表3 不同电场强度对牛尾菜种子发芽率的影响
处理（kV×min）
10×10
30×10
50×10
70×10
90×10
110×10
未处理
平均发芽率（%）
29.13
31.92
32.98
35.67
34.62
31.37
28.73
差值（%）
0.40
3.19
4.25
6.84
5.89
0.64
2.3 复合磁电场对牛尾菜种子发芽的影响 基于上述单
因子试验，牛尾菜种子在电磁场单独作用下，其发芽率均
有不同程度的提高。本实验以电场强度、磁场强度、诱导
时间为诱导因素设计正交试验，其结果见表4、5。从表4、
5可看出电场强度、磁场强度、诱导时间对牛尾菜种子发
芽率影响的最佳水平组合是A4B3C2，即电场强度为80kV，
磁场强度为 1 400Gs，诱导时间为 15min；电场强度、磁场
强度、诱导时间对牛尾菜种子发芽势影响的最佳水平组
合是A4B4C2，即电场强度为80kV，磁场强度为1 800Gs，诱
导时间为15min。
表4 不同复合磁电场强度、诱导时间对牛尾菜种子萌发的影响
处理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
A
5
5
5
5
5
6
6
6
6
6
7
7
7
7
7
8
8
8
8
8
9
9
9
9
9
B
600
1 000
1 400
1 800
2 200
600
1 000
1 400
1 800
2 200
600
1 000
1 400
1 800
2 200
600
1 000
1 400
1 800
2 200
600
1 000
1 400
1 800
2 200
C
10
15
20
25
30
15
20
25
30
10
20
25
30
10
15
25
30
10
15
20
30
10
15
20
25
试验结果
发芽势（%）
0.21
0.23
0.25
0.26
0.25
0.22
0.25
0.45
0.32
0.24
0.23
0.62
0.67
0.72
0.75
0.28
0.64
0.65
0.82
0.84
0.20
0.42
0.37
0.40
0.39
发芽率（%）
0.4
0.45
0.56
0.61
0.48
0.46
0.62
0.65
0.50
0.52
0.62
0.82
0.88
0.92
0.85
0.67
0.85
0.88
0.96
0.82
0.45
0.60
0.63
0.45
0.42
根据实验方差分析和F检验结果表明（表5）：电场强
度间、磁场强度间对牛尾菜种子发芽率F值分别为29.47、
6.53，电场强度间、磁场强度间对牛尾菜种子发芽率发芽
势F值分别为21.0、8.22，差异均达到显著水平，而诱导时
间的F值分别为 0.47、0.78，差异不显著。说明复合磁电
场处理牛尾菜种子，可以提高其发芽率和发芽势，作用时
间对其发芽率和发芽势影响不大。
表5 方差分析
因素
电场强
度
磁场强
度
诱导时
间
误差
发芽率
偏差
平方和
0.560
0.124
0.008
0.02
自由
度
4
4
4
4
F
29.47
6.53
0.47
F0.05
6.39*
6.39
6.39
发芽势
偏差
平方和
0.67
0.26
0.025
0.03
自由
度
4
4
4
4
F
21.0
8.22
0.78
F0.05
6.39*
6.39*
6.39
注：*表示差异显著。
3 讨论
目前，牛尾菜的繁殖主要通过种子繁殖（下转40页）
10
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日田间茎蘖数为 24.68万/667m2，到 7月 29日田间高峰苗
为 26.14万/667m2，仅增加了 2.48万/667m2，日增长量为
0.35万。而习惯施肥的日增长量为0.6万，“三控”施肥日
增长量比习惯施肥减 0.25万。由此说明，水稻“三控”技
术能有效控制水稻无效分蘖。
（6）从分蘖消亡方面来分析，2个处理在机插后 35～
37d田间高峰苗后，“三控”施肥从（7月 29日）27.56万到
（8月 26日）的 21.60万，平均日减 0.21万，比习惯施肥区
的0.4万/d的日减量少0.19万，说明水稻“三控”技术对水
稻无效分蘖的消亡有个缓慢下降的作用，为提高水稻成
穗率奠定了基础。
（7）水稻“三控”技术能在机插后35d达到高峰苗，实
现理想的穗数苗，又能有效控制无效分蘖的发生，从而在
水稻进入穗分化后，无效分蘖缓慢下降，从而实现了水稻
的早发、中稳、后健的长势长相。
表1 水稻“三控”技术试验处理与对照茎蘖动态
项目
处理
均值
对照
均值
基本
苗
5.67
5.72
6月31日
叶龄
5.16
5.20
茎蘖
6.34
6.40
7月8日
叶龄
7.38
7.42
茎蘖
（万/667m2）
12.53
13.76
7月15日
叶龄
9.22
9.26
茎蘖
（万/667m2）
19.64
22.14
7月22日
叶龄
11.05
11.10
茎蘖
（万/667m2）
24.68
29.12
7月29日
叶龄
12.85
12.76
茎蘖
（万/667m2）
27.56
33.28
8月5日
叶龄
13.16
13.26
茎蘖
（万/667m2）
26.14
29.64
8月12日
叶龄
14.32
14.35
茎蘖
（万/667m2）
23.28
25.4
8月19日
叶龄
15.18
15.2
茎蘖
（万/667m2）
21.64
22.76
8月26日
叶龄
16.3
16.4
茎蘖
（万/667m2）
21.6
22.16
齐穗
期（月/
日）
9/10
9/13
成熟
期（月/
日）
11/3
11/7
全生育
期（月/
日）
156
160
2.2 不同处理与产量的关系 （1）据产量调查（表2）分析
得知，“三控”施肥区的穗数比习惯施肥区减0.18万/667m2，
但每穗总粒数增 1.6粒，实粒数增 2.4粒，结实率增 0.8个
百分点，单产增7.1kg/667m2。
（2）水稻“三控”技术从产量结构三要素来讲，群体合
理，个体健壮，通风透光好，光合产物积累多，易形成高产
基础条件。（3）从成穗率的关系来分析，“三控”施肥区的
成穗率为73.7%，比习惯施肥区的61.6%提高12.1个百分
点，为足穗、大穗、高产、稳产打下了坚实基础。
表2 水稻“三控”技术产量调查汇总
处理
三控Ⅰ
三控Ⅱ
三控Ⅲ
习惯Ⅰ
习惯Ⅱ
习惯Ⅲ
三控平均
习惯平均
对比
穗数
（个/667m2）
20.64
20.78
19.5
20.78
20.25
20.46
20.31
20.49
-0.18
每穗总粒
（粒/穗）
117.23
118.4
126.2
116.7
120.6
119.7
120.6
119.0
1.6
每穗实粒
（粒/穗）
112.1
111.7
119.4
110.4
113.0
112.5
114.4
112.0
2.4
结实率
（%）
95.6
94.3
94.6
94.6
93.7
94.0
94.9
94.1
0.8
千粒重
（g）
27
27
27
27
27
27
27
27
0
理论单产
（kg/667m2）
624.8
626.7
628.6
619.4
617.8
621.5
626.7
619.6
7.1
2.3 不同处理与经济效益的关系 （1）根据试验农户定
点调查记载表对“三控”施肥区与习惯施肥区的对比分析
得知：“三控”施肥区处理 667m2用肥总量为N 15.64kg、
P3.75kg、K为 9kg，每 667m2肥料成本为 171.2元，比习惯
施肥区的191.75元，667m2减少20.55元，以推广6.67万hm2
计，节约成本 2 055万元。（2）“三控”施肥区实际单产为
630kg/667m2，比习惯施肥区的 612kg增 18kg，按市场价
2.9元/667m2计算，667m2增收 52.2元；两者相加 667m2增
收入 72.75元，节本增效显著，以推广 6.67万 hm2计，可以
节本增收 7 275万元。（3）水稻“三控”技术在江苏丹阳的
一季粳稻生产条件下表现为肥料投入减少，单产增加，增
产增收，具有较好的应用前景和推广价值。
3 结果与分析
水稻“三控”技术在籼稻栽培应用面积较大，是一项
成熟的农业生产技术。江苏丹阳的沙质土壤地的常规粳
稻栽培试验示范在全国还是首次，通过试验表明，该技术
增产节本增收效果显著，该技术的应用得到了农户的认
同，具有广泛的推广应用前景和推广价值。在其它不同
的土壤等条件下，采用不同的栽培方式其应用效果如何，
有待于进一步的试验示范。 （责编：张宏民）
（上接10页）方式进行。但牛尾菜种子休眠期较长，至少
1a以上，且萌发很不一致，实验中我们采取了温度、光照、
激素、破壳等处理方式，其效果均不明显。本实验结果表
明，采用一定的磁场、电场复合处理牛尾菜种子。可以促
进发芽率，提高发芽势，其原因可能与电磁场打破牛尾菜
休眠，提高种子生活力，缩短发芽时间有关，但其机理还
需进一步研究。
参考文献
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术出版社，2006：585.
［2］邵美妮，李天来，徐树军，等.牛尾菜的资源利用与研究现状［J］.
安徽农业科学，2006，34（12）：2 722-2 723.
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［4］邵美妮，王文和，等.牛尾菜的生物学特性［J］.特种蔬菜，1999
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［5］邵美妮，徐树军，李楠，等.牛尾菜种子发芽特性的初步研究［J］.
安徽农业科学，2006，34（23）：6 166-6 167.
［6］焦美俊，刘彦琴，胡瑞谦.静电场对翠菊和牵牛种子萌发的影响
［J］.内蒙古农牧学院学报，1994，15（4）：43-46.
（责编：施婷婷）
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