全 文 ：2003年 5月 内蒙古大学学报 (自然科学版 ) May 2003第 34卷第 3期 Acta Scientiarum Naturalium Univ ersi tati s NeiM ongol Vol. 34 No. 3
　　文章编号: 1000- 1638( 2003) 03-0294-04
不同强度电场对雀麦种子萌发及幼苗生长的影响
许月英 1 ,征　荣 1 ,杨体强 2 ,杨安娜 1 ,丁永旺 1
( 1. 内蒙古大学生命科学学院 , 2. 内蒙古大学理工学院 ,内蒙古 呼和浩特 010021)
摘要:用不同强度的电场处理雀麦种子 5 min,实验测定电场对种子发芽势、发芽率、幼苗的苗
高和根长的影响 .结果表明:在 0. 5 kV /cm～ 5. 5 kV /cm场强范围 ,不同强度电场处理雀麦种
子 5 min后 ,对种子萌发和幼苗的生长有不同程度的影响 ; 1. 0 kV /cm和 1. 5 kV /cm电场处理
条件对于促进种子萌发和幼苗生长效果最明显 , 1. 0 kV /cm、 1. 5 kV /cm、 2. 5 kV /cm、
3. 5 kV /cm和 4. 0 kV /cm则只对幼苗生长效果较好 .
关键词: 电场 ;雀麦 ;种子萌发 ;幼苗生长
中图分类号: Q689; S129　　文献标识码: A
　　环境物理因素对生物影响的研究越来越受重视〔 1～ 4〕 ,实验证明 ,电场是植物生长发育必不可少的
环境条件 .当把植物用接地的金属网将大气静电场屏蔽时 ,植物的光合作用受滞 ,新陈代谢水平显著
降低 ,生长缓慢 ,抗病抗逆能力下降 .而在大气电场外再加适当的人工电场时 ,便可加速其新陈代谢 ,
促进植物生长〔 5〕 .用不同强度的电场作用油葵种子一段时间 ,实验测定电场对幼苗根系活动、植物缺
水程度和抗干旱能力的影响 .研究表明 ,电场处理油葵种子能够促进幼苗生长和提高抗旱性〔6, 7〕 .本文
以优良牧草雀麦种子为研究对象 ,用不同强度电场处理种子 ,测定电场对发芽势、发芽率、幼苗高度和
根长度的影响 ,探讨电场强度与种子萌发和幼苗生长之间的关系 ,为深入进行电场对植物生长影响的
机理研究提供理论依据 .畜牧业在我国经济发展中占有重要地位 ,加强草场建设是发展畜牧业的战略
方针 .电场处理牧草种子对种子萌发及苗期生长影响的研究 ,不仅有利于畜牧业的发展 ,而且还有利
于加快草原生态建设的步伐 .
1　材料与方法
1. 1　材料
　　实验材料为雀麦 (Bromus inermis )种子 ,由内蒙古蒙丰种业公司提供 .
1. 2　方法
1. 2. 1　种子处理　挑选成熟度一致的种子 ,随机分成 12份 ,每份约 50 g,其中一份为对照 ,其余分别
用不同强度的电场处理 .将种子置于平行板电极形成的电场中进行处理 ,时间为 5 min.电压波形为
50 Hz半波整流 ,电场强度分别为 0 kV /cm、 0. 5 kV /cm、 1. 0 kV /cm、 1. 5 kV /cm、 2. 0 kV /cm、
2. 5 kV /cm、 3. 0 kV /cm、 3. 5 kV /cm、 4. 0 kV /cm、 4. 5 kV /cm、 5. 0 kV /cm、 5. 5 kV /cm ,分别以 E0、
E1、 E2、 E3、 E4、 E5、 E6、 E7、 E8、 E9、 E10、 E11表示 ,其中 E0为对照组 (未经电场处理 ) .
1. 2. 2　种子发芽势和发芽率的测定　将电场处理过的种子用自来水冲洗干净后在水中浸泡 24 h,
然后摆放在铺有湿滤纸的培养皿中进行常规发芽试验 ,每皿 100粒种子 ,每个处理强度设三次重复 .
收稿日期: 2002-05-28
基金项目: 内蒙古自治区教育厅重大项目 ( ZD009)
作者简介: 许月英 ( 1952～ ) , 女 ,内蒙古察右中旗人 ,副教授 .
于第 5 d和第 8 d分别统计发芽种子数 ,计算发芽种子的百分率 (% ) .
1. 2. 3　幼苗高度和根长度的测定　取经电场处理种子萌发的 8日龄幼苗 20株 ,每处理设三个重复 ,
分别测量每株幼苗的高度和根的长度 .
2　结果与分析
2. 1　结果
表 1给出不同电场处理条件下 ,雀麦种子萌发的发芽势、发芽率、幼苗的苗高和根长的测定结果 .
表 2是发芽势、发芽率、苗高和根长 4项测定指标的 t检验 .表 1和表 2结果显示 ,不同电场强度处理
雀麦种子 ( 5 min)不仅对种子萌发有很强的促进作用 ,而且对幼苗期的生长有正效应 .在 0. 5 kV /cm
～ 5. 5 kV /cm场强范围内 ,电场处理的强度不同其促进作用大小有明显差异 .
表 1　发芽势、发芽率、苗高和根长测定结果
Table 1　 The measured results of germinat ing energy,
germination precentage, seeding height and root length
场强
指标 发芽势 (% ) 发芽率 (% ) 苗高 ( cm) 根长 ( cm)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ
E0 61. 2 62. 1 64. 4 78. 3 76. 9 77. 1 3. 86 4. 87 5. 81 2. 84 2. 76 3. 70
E1 72. 1 71. 3 71. 4 85. 8 84. 3 85. 1 5. 78 5. 12 6. 29 3. 46 3. 58 2. 86
E2 88. 2 89. 1 86. 2 94. 8 93. 5 94. 7 5. 64 7. 29 5. 49 3. 28 3. 74 3. 84
E3 75. 9 77. 8 74. 6 83. 2 83. 4 84. 6 6. 21 5. 34 6. 45 4. 04 4. 14 3. 64
E4 71. 3 72. 5 71. 4 93. 2 92. 8 93. 1 5. 38 5. 68 5. 64 2. 82 3. 35 3. 64
E5 63. 8 64. 5 65. 2 83. 4 85. 1 83. 7 6. 12 6. 05 5. 67 3. 42 3. 36 3. 84
E6 62. 4 63. 7 62. 6 87. 8 88. 3 86. 2 5. 56 5. 12 5. 31 3. 91 3. 96 3. 50
E7 74. 6 74. 8 72. 7 79. 6 78. 5 79. 8 6. 38 5. 76 6. 16 3. 40 3. 85 3. 52
E8 77. 4 78. 6 76. 8 82. 7 84. 2 84. 3 5. 76 5. 54 6. 13 3. 52 3. 62 3. 21
E9 79. 5 78. 8 81. 2 85. 2 83. 6 84. 3 5. 42 5. 67 5. 24 3. 58 3. 46 3. 55
E10 80. 6 78. 9 79. 4 86. 6 88. 3 87. 9 5. 64 5. 78 5. 26 3. 42 3. 14 3. 07
E11 81. 9 83. 6 81. 8 90. 9 89. 3 88. 5 5. 52 5. 37 6. 00 3. 54 3. 18 3. 51
2. 2　分析
“种子活力”是指种子在发芽和幼苗期间其内在活性及表现性能的潜在水平的所有特性的总和 .
凡属性能表现优者为高活力种子 ,反之为低活力种子〔8〕 .活力高的种子萌发迅速整齐 ,幼苗健壮 ,生长
速率高 ,在逆境条件下适应能力强 ;低活力的种子萌发缓慢 ,形成的幼苗植株瘦弱 ,高度参差不齐 ,其
生理、生化代谢过程变慢 .种子活力水平的作用不仅影响种子萌发、幼苗生长 ,而且可以持续影响植株
生长以至最终的产量 .
2. 2. 1　电场对雀麦种子萌发的影响　发芽速率是预测种子活力的最简便的方法 ,发芽势和发芽率是
表达发芽速率的两项重要指标 .其中发芽势是指逐日发芽量达到发芽高峰值时的发芽百分率 ,强活力
的种子萌发迅速整齐 ,即发芽势高 .种子发芽率是指在规定时间内种子发芽的百分数 ,它是决定种子
品质的主要依据 ,与生产中的用种量直接有关 .因此 ,发芽势和发芽率可以反映种子活力 .我们的研究
结果表明 ,在 0. 5 kV /cm～ 5. 5 kV /cm的场强范围内处理牧草种子—雀麦 ( 5 min) ,与对照比不同强
度的电场均可以提高种子的活力 ( 2. 5 kV /cm和 3. 0 kV /cm例外 ) .其中 0. 5 kV /cm、 2. 0 kV /cm、
3. 5 kV /cm、 4. 0 kV /cm、 4. 5 kV /cm和 5. 0 kV /cm对雀麦种子发芽势的提高具有高度显著性 ,其概
率为 0. 05> P> 0. 002,而 1. 0 kV /cm和 5. 5 kV /cm对于增加种子活力的作用更明显 ,其概率高达
0. 002> P> 0. 001.不同强度电场对雀麦种子的发芽率也有很大的促进作用 ,与对照比各处理的发芽
率却有不同程度的提高 ( 3. 5 kV /cm例外 ) .其中 1. 0 kV /cm和 2. 0 kV /cm的作用最为明显 ,概率达
到 0. 005> P> 0. 002,差别达极显著水平 ; 3. 0 kV /cm和 5. 5 kV /cm的概率为 0. 01> P> 0. 005,差别
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第 3期 许月英等　不同强度电场对雀麦种子萌发及幼苗生长的影响
具有高度显著性 ;而 0. 5 kV /cm、 1. 5 kV /cm、 2. 5 kV /cm、 4. 0 kV /cm和 5. 0 kV /cm的概率也达到
0. 05> P> 0. 01的显著性水平 .从 T检验结果可知 ,不同强度电场处理雀麦种子 5 min可提高种子活
力 ,促进种子萌发 .
表 2　发芽势、发芽率、苗高和根长测定结果的 t值
Table 2　 t value of the measured results of germinating energy,
germination precentage, seeding height and root length
电场强度
发芽势 (% ) 发芽率 (% ) 苗高 ( cm ) 根长 ( cm)
差数均
数 ( x- )
标准差
( s)
t值 差数均数 ( x-)
标准差
( s)
t值 差数均数 ( x-)
标准差
( s)
t值 差数均数 ( x-)
标准差
( s)
t值
E0 — — — — — — — — — — — —
E1 8. 3 0. 67 17. 29* * * 8. 3 1. 4 8. 38* 0. 89 0. 39 3. 18 0. 20 0. 24 1. 18
E2 24. 6 1. 48 23. 4* * * 16. 9 1. 68 20. 67* * * 1. 30 0. 28 4. 64* 0. 52 0. 31 2. 48
E3 12. 8 1. 61 10. 85* * 6. 3 1. 07 8. 29* 1. 16 0. 32 5. 04* 0. 84 0. 26 4. 42*
E4 8. 4 0. 67 17. 50* * * 15. 6 1. 24 17. 73* * * 0. 73 0. 32 2. 61 0. 17 0. 22 1. 06
E5 1. 2 0. 7 2. 45 6. 6 0. 82 8. 05* 1. 09 0. 35 4. 36* 0. 44 0. 26 2. 32
E6 - 0. 4 0. 66 0. 85 10. 0 1. 1 12. 82* * 0. 49 0. 22 3. 06 0. 69 0. 25 3. 83
E7 10. 7 1. 16 13. 05* * 1. 9 1. 1 3. 8 1. 26 0. 32 5. 48* 0. 49 0. 23 2. 88
E8 14. 3 0. 91 22. 0* * * 6. 3 0. 9 9. 84* 0. 97 0. 30 4. 62* 0. 36 0. 23 2. 25
E9 16. 5 1. 23 18. 75* * * 6. 9 1. 16 8. 41* 0. 60 0. 31 2. 73 0. 43 0. 25 2. 39
E10 16. 3 1. 14 20. 12* * * 4. 2 0. 89 6. 67* 0. 72 0. 28 3. 60 0. 11 0. 22 0. 69
E11 18. 1 0. 73 23. 4* * * 12. 2 1. 22 14. 02* * 0. 79 0. 30 3. 29 0. 21 0. 20 1. 50
　　注: * * * 0. 005> P> 0. 002　　* * 0. 01> P> 0. 005　　* 0. 05> P> 0. 01
2. 2. 2　电场对雀麦幼苗生长的影响　种子活力总是与幼苗不可分割地联系在一起 .在生长条件一致
的情况下 ,活力高的种子萌发形成健壮整齐的幼苗 ,幼苗的内在生长潜势也大 ,低活力的种子萌发长
出的幼苗瘦弱 ,甚至出现畸形苗 ,幼苗的生长潜势小 .幼苗地上部和地下部生长状况 ,即苗高和根长在
一定程度上可反映幼苗的生长势 ,幼苗的生长势则与种子活力密切相联系 .表 1和表 2结果表明 ,在
不同强度的电场处理条件下 ,雀麦种子萌发形成的幼苗其生长状况与对照比有明显的差异 ,表现在苗
高度和根长度增加 .由此可知电场对幼苗的生长有明显的促进作用 ,场强不同促进幼苗生长的作用也
不尽相同 .在 1. 0 kV /cm、 1. 5 kV /cm、 2. 5 kV /cm、 3. 5 kV /cm和 4. 0 kV /cm的处理条件下 0. 05> P
> 0. 01,说明电场对幼苗地上部生长即苗高的增长与对照比差异较显著 .其它处理条件下苗高无明显
差别 .电场对促进根的生长的作用与对地上部生长的促进作用比相对较差 ,只有在 1. 5 kV /cm电场
强度下 , 0. 05> P> 0. 01,达到有较明显差别的水平 ,其它场强的处理条件对幼根生长的作用与对照
比无明显差异 .电场处理雀麦种子对幼苗的生长有促进作用 ,尤其对地上部生长的正效应比对根生长
的促进作用更明显 ,这一结果与陶嘉龄、郑光美〔8〕报道基本一致 .
3　结　论
　　本文结果表明静电场对牧草种子 雀麦种子的萌发和幼苗生长有促进作用 ,不同场强的作用
大小不尽相同 ;促进种子萌发与幼苗生长的处理强度基本趋于一致 .比较四项生理指标测定结果的综
合效应 ,在 11个电场强度中 , 1. 0 kV /cm和 1. 5 kV /cm两个场强与对照比不仅对种子萌发而且对幼
苗生长均有显著的促进作用 ; 2. 0 kV /cm、 4. 0 kV /cm、 4. 5kV /cm、 5. 0 Kv /cm和 5. 5 kV /cm对种子
萌发的促进作用比幼苗生长的作用更明显 ; 2. 5 kV /cm、 3. 5 kV /cm和 4. 0 kV /cm三个场强对幼苗
的生长有明显的促进作用 .综合考虑 ,我们认为 1. 0 kV /cm和 1. 5 kV /cm是促进雀麦种子萌发及幼
苗生长的最佳处理条件 ,这一结果对静电生物效应应用于牧草种植和发展畜牧业有重要意义 .用电场
处理种子提高种子活力 ,从而促进幼苗生长增加产量 ,这一方法与传统方法相比 ,具有操作简便 ,成本
低 ,周期短和不污染环境等特点 .因此 ,运用物理方法通过静电场对植物种子的作用产生生物效应 ,这
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内蒙古大学学报 (自然科学版 ) 2003年
一研究在理论方面和实践应用中都具有十分重要的意义 ,有关电场作用的机理的研究是一复杂的生
物物理问题 ,尚待进一步进行多方面的深入研究 .
参考文献:
[ 1]　 Sidaw ay GH, Asprayu GF. Influence o f electr ostatic field on plant respira tion [ J]. Int. J Biometror, 1968, 12: 321
～ 329.
[ 2]　 Tong TY. Electric activ ation o f membrane enzym es [ A ]. Fir st East Asian Symposium on Biophysics [ C]. Spon-
so red by The Biophy sical Society o f Japan, 1994.
[ 3 ]　杨体强 ,李金梅 ,陈燕 ,等 .作物种子的电生物效应与电场强度关系的研究 [ J].内蒙古大学学报 (自然科学版 ) ,
1997, 28( 6): 778～ 780.
[ 4]　张振球 .静电生物效应 [ M ].北京:万国学术出版社 , 1989. 1～ 60.
[ 5]　白希尧 .静电处理种子的生物效应研究 [ J].静电 , 1988, ( 1): 10～ 14.
[ 6]　杨体强 ,梁运章 ,李梦琏 ,等 .静电处理种子的生物效应的研究 [ J]. 内蒙古大学学报 (自然科学版 ) , 1998, 29( 2):
286～ 287.
[ 7]　杨体强 ,那日 .电场对油葵种子苗期干旱胁迫后生长的影响 [ J].生物物理学报 , 2000, 16( 4): 780～ 784.
[ 8]　陶嘉龄 ,郑光华 .种子活力 [M ].北京: 科学出版社 , 1991.
(责任编委　杨　持 )
The Influences of Different Electric Field Treating
on th e Germina tion and Grow th of Seedling fo r Bromus inerm is Seeds
XU Yue-ying1 , ZHEN G Rong1 , Y ANG Ti-qiang2 , YAN G An-na1 , DIN G Yong-w ang1
( 1. College of L ife Science ,N eiMongol University , Hohhot 010021, PRC;
2.College of Science& Technology , NeiMongol University , Hohhot 010021, PRC )
　　 Abstract: The inf luences of elect ric field on the germinating energ y, g ermination precentage,
seedling leng th and ro ot length o f the seedling w ere tested af ter B romus inermis seeds w ere t reated
w ith di fferent electric fields in fiv e minutes. The results indicated that the electric field f rom
0. 5 kV /cm to 5. 5 kV /cm had dif ferent ef fects on the seed germination and seedling g row th. The
electric field of 1. 0 kV /cm and 1. 5 kV /cm had the best obvious effects on the promo ting germina t-
ing pow er and g row th of seedling stag e, a bet ter effect on the g row th of seedling stag e was in the
t reatment conditions o f 1. 0 kV /cm , 1. 5 kV /cm , 2. 5 kV /cm, 3. 5 kV /cm and 4. 0 kV /cm.
Key words: elect ric field; Bromus inermis; g ermina tion; seedling g row th
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