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生命信息仪处理水稻种子生物学效应研究初报
贺超兴 3 过益先
(中国农业科学院作物育种栽培研究所 北京 100081)
利用生命信息仪产生的弱电脉冲处理浸种 4d 的稻种 60min 后 ,观察了生命信息
仪处理的生物学效应与逐代处理的叠加效应。结果表明 :电脉冲处理会显著改善秧
苗素质 ,提高稻株的分蘖率及有效穗 ,从而使单株穗粒明显增加而使产量增加。逐代
处理存在着一定的生物学效应叠加作用。
关键词 :水稻 弱电脉冲 生物学效应 叠加作用
此文于 1998 年 1 月 5 日收到.
中国人体科学研究院科研基金资助项目.3 现工作单位 :中国农业科学院蔬菜花卉研究所 100081
我国农业生产面临着 3 个不可逆转趋势 (人口增长、耕地减少和人民生活水平提高) 的严
重挑战 ,提高单位面积的农作物产量是我们迎接挑战的一条重要举措。农业生物物理技术如
利用电磁场、激光及辐照等物理方法处理农作物种子诱发增产突变及改良品质的辐射育种 ,在
生产上已被广泛采用 ,成为仅次于杂种优势利用及杂交育种的重要育种手段[1 ] 。近十几年
来 ,小剂量辐照或电磁处理对生物的兴奋刺激作用逐渐引起各国学者的重视 ,有关研究资料逐
年增多[2～9 ] 。大多数研究结果均表明 ,适当剂量的物理刺激对作物生长有促进作用 ,因此有
关研究将是农业上一个有巨大潜力的增产技术。
生命信息仪是上海中华生命信息研究所开发的一种仿生电子仪器 ,能发出类似气功师发
功时测出的那种低压电脉冲波 ,以之处理农作物种子来促进其增产的研究尚无先例。国内首
先用生命信息仪于生产的是江苏吴江县科委 ,他们在其下属农村进行试验的结果是 3 年平均
增产 518 % ,收获稻谷的氨基酸含量也显著超过未处理的对照。由于试验在乡村进行 ,试验缺
乏严密的设计 ,对其增产效果及增产机理尚待进一步验证与明确。为此 ,1996～1997 年我们
对生命信息仪处理的生物学效应进行了研究 ,并对逐代连续处理是否存在叠加效应进行了考
察。
1 材料与方法
111 试验材料
供试水稻品种为本所新育成的大粒品种中花 15 号及上年收获的信息仪处理的中花 15 号
种子。
112 种子处理方法
将稻种水选后 ,于 4 月初在室温下浸种 4d ,捞出后置于布袋中 ,用生命信息仪处理条件
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为 :电压 220V ,电流 112A ,脉冲电压 90V 电流 0105A ,处理 60min 后直接播种。
113 试验设计与材料培养
对 1996 年试验信息仪处理后收获的种子再次进行信息仪处理 (处理 3) ,以当年处理 1 次
的种子 (处理 2)和未处理种子 (处理 1) 为对照。盆栽试验 ,单因子试验设计 ,每处理栽 12 盆。
每盆每处理各插 1 穴 ,每穴 1 苗 ,盆钵直径 2815cm ,高 27cm。每盆施基肥厩肥 250g ,硫酸铵
10g ,硫酸钾 5g ;追肥 2 次 ,各施硫酸铵 5g。4 月中旬播种 ,湿润育秧 ,5 月末到 6 月初移栽。
114 样品采集及数据分析处理
在移栽前调查 20 株各处理的苗高与地上部干重 ,移栽后每 10d 定期进行生育期调查 ,调
查每株的株高及分蘖数 ,直至抽穗 ,收获时考种并记录其结实期株高和有效穗。
2 结果与分析
211 秧苗素质比较
对各处理的秧苗素质调查结果见表 1。
表 1 生命信息仪处理后秧苗素质比较
处 理 总株高(cm)
平均株高
(cm)
增长率
( %)
地上干重
(g)
平均值
(g)
增重率
( %)
1 (对照) 37217 1816 1170 01085
2 42219 2111 1314 2130 01115 3513
3 42112 2111 1314 2152 01126 4812
从表 1 中结果可以看出 ,生命信息仪处理后 ,水稻秧苗素质有较大改善 ,其株高及地上干
重均有增加。对秧苗株高的差异显著性检验的结果也表明 ,处理与对照的株高达显著水平 ,F
值达到 4158 3 ,接近极显著 ( F0105 = 3116 ,F0101 = 5100) 。株高相差不大的处理 2、3 的地上干重
之间有明显差异 ,显示出连续处理对秧苗素质改善有一定的叠加效应。
212 植株的生长发育状况比较
移栽后每 10d 调查 1 次稻株的株高、分蘖 ,所得结果见表 2。
表 2 处理稻株的株高、分蘖比较
处理
观测日期 (月/ 日)
6/ 16 6/ 26 7/ 6 7/ 16 7/ 26 8/ 15 9/ 15
增加率
( %)
株
高
分
蘖
数
1 3017 4613 5615 6211 7410 10010 9816 -
2 3112 4817 5618 6218 7516 10113 10011 117
3 3113 4911 5614 6019 7418 10113 9910 110
1 213 514 710 618 710 615 517 -
2 216 515 718 714 718 714 613 1013
3 218 618 918 816 913 815 714 3110
表 2 结果表明 ,处理稻株与对照的株高相差不大且生长模式也无大差异。在移栽 20d 内
生命信息仪处理超过对照 ,30～50d 则二者基本一致 ,抽穗后则处理稻株的株高又超过对照。
2 年试验中株高生长的变化趋势基本相同。对分蘖数的比较则可看到 ,处理的分蘖数始终明
显多于对照 ,尽管分蘖始期与最高分蘖期完全相同 ,但处理稻株分蘖势强 ,从而使其最终有效
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穗多于对照。处理 3 的株高虽略低于处理 2 ,但其分蘖数既显著高于对照 ,又明显高于处理 2 ,
因此 ,处理的生物学效应还表现为促进分蘖及有效穗的增加 ,连续处理后这种促进分蘖的效应
也会得到加强。
213 单株产量与产量构成要素分析
盆栽材料的部分植株因遭螟虫而在抽穗后枯死而无收获 ,以对照材料枯死较多 ,反映出处
理后稻株的抗性有所增强。为使处理间有可比性 ,对 3 个处理皆存的 6 盆材料的单株产量与
其构成要素进行了分析 ,结果如表 3。
表 3 处理间的产量要素分析
处理号 株粒重 (g) 总颖数 有效穗 每穗粒数 实粒数 结实率 ( %) 千粒重 (g)
1 (对照) 19114 76312 5183 13018 61217 8015 3115
2 22125 85412 6117 14115 70718 8116 3112
增加率 ( %) 1612 1119 518 812 1515 114 - 110
3 23127 91417 7133 12316 75217 8117 3116
增加率 ( %) 2116 1919 2517 - 515 2218 115 013
结果表明 ,生命信息仪处理后水稻单株产量较对照有较大幅度的提高。表现为单株有效
穗数和每穗粒数的增加 ,对结实率与千粒重影响不大 ,结果促进了水稻增产。逐代连续处理后
(处理 3)稻株分蘖及有效穗的增加更加明显 ,而在每穗粒数有所降低的情况下也促进了稻株
增产。可见 ,生命信息仪处理的增产效应以促进分蘖而增加了单位面积上的穗数较为明显。
连续处理后其有效穗增多趋势可得到加强 ,还表明生命信息仪处理有一定的叠加效应存在。
3 讨 论
有关小剂量电磁场与辐射处理对生物存在刺激效应的现象很早就已被观察到 ,而且以植
物为材料的研究居多 ,大多数研究结果均表明适当剂量的物理刺激对植物生长有促进作
用[1 ,2 ,5 ,7 ,8 ] 。对于电磁场处理稻种的生物学效应研究也取得了很多研究资料[3 ,4 ,6 ,9 ] ,研究表
明高压静电场或磁场均对其生长有刺激作用 ,电场作用强于磁场[4 ] ,脉冲刺激优于恒流[5 ] 。
还有利用磁化水处理稻种促进其生长的报道[9 ] ,显示出湿润状态较干种子所需刺激的强度要
小得多。然而 ,利用低压脉冲电场处理湿润种子来获得刺激农作物生长的研究尚未见报道。
生命信息仪是利用对中国气功的研究成果研制出的仿生电子产品 ,它集弱电场、电脉冲于
一体 ,来处理浸种后的湿润种子。不仅降低了处理成本 ,还使处理时间便于掌握 ,重复性得以
保证 ,因而为该技术的实用化创造了条件。根据本实验结果可得到以下结论 : (1) 生命信息仪
处理稻种对于改善秧苗素质 ,促进株高、增加地上干重有显著作用 ,并有一定的叠加效应存在。
(2)生命信息仪处理虽对水稻的株高生长与分蘖模式影响不大 ,但可促进稻株的分蘖势的明显
改善 ,表现为分蘖始期提前和最高分蘖数增加。(3)生命信息仪处理可增加稻株的有效穗及每
穗粒数 ,最终使稻株总颖数与实粒数增加而促进增产 ,生命信息仪处理的叠加效应可能主要表
现为分蘖数与有效穗的增加。
关于静电场生物效应的作用机理有学者认为是种子吸涨后 ,体内酶对电场的调节应激性
反应 ,促进了细胞有丝分裂而导致了生长增加及分蘖的增多[5 ] 。电刺激具促进作物生长的作
用是无疑的 ,关键在于找到适宜的处理条件与剂量范围的最佳组合。鉴于不同种子对电场处
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理的生物学效应不同 ,相同种类不同品种的水稻受相同处理后的效应也可能有不同[4 ] ,因此
本研究的初步结果还有待于重复验证及在其它水稻品种上的研究证实 ,有关浸种日数、处理时
间与处理电压的最佳组合与其生物学效应的机理仍待研究探明。
参 考 文 献
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