等离子体技术处理对辣椒幼苗生长的影响

摘要：利用不同电流强度和处理次数组合的等离子体技术处理辣椒（Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ．）种子，进行发芽和育苗试验。结果表明，适宜电流强度和处理次数组合的处理Ｂ（电流强度为１Ａ、处理次数为３次）与处理Ｃ（电流强度为２Ａ、处理次数为１次）对辣椒种子的萌发和幼苗生长有促进作用；电流强度弱或处理次数少组合的等离子体技术处理辣椒种子，其促进作用不明显；而用电流强度强或处理次数多组合的等离子体技术处理辣椒种子，对辣椒种子的萌发和幼苗生长又有抑制作用。综合各项指标，处理Ｂ和处理Ｃ对辣椒种子的发芽势、发芽率、种子活力指数及辣椒幼苗的壮苗指数等各项指标均有不同程度地增加，是适宜的电流强度和处理次数组合。

关键词：等离子体；辣椒；幼苗生长

中图分类号：Ｓ１２９；Ｓ６４１．３；Ｓ６１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）22－4622-04

Effect of Plasma Treatment on the Growth of Capsicum annuum Seedlings

ＨＵ Ｊｕｎ－ｊｉｅ，ＪＩＮ Ｙｉ－ｚｈｕ，ＬＩＵ Ｃｈａｎｇ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｊｉｌｉｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｊｉｌｉｎ １３２１０１， Ｊｉｌｉｎ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｔｅｓｔ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ times ｔｏ ｔｒｅａｔ Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ． ｓｅｅｄｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｂ （１ Ａ of ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ３ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ times） ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｃ （２ Ａ of ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ １ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ time）， ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ times， ｈａｄ ｔｈｅ effect ｏｆ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｓｅｅｄｓ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｇｒｏｗｔｈ． Ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ effect ｏｆ ｐｌａｓｍａ ｔｏ ｓｅｅｄｓ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｇｒｏｗｔｈ ｗｈｅｎ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｌｏｗｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｆｅｗｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ times ｗａｓ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ． Ｂｕｔ ｔｈｅ ｐｌａｓｍａ ｈａｄ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｅｄｓ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｇｒｏｗｔｈ ｗｈｅｎ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ times． Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｂ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｃ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ， ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ， ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ｃ． ａｎｎｕｕｍ ｓｅｅｄｓ， ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈｙ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： pｌａｓｍａ； Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ．； ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｇｒｏｗｔｈ

等离子体种子处理技术是国家“８６３”高技术发展计划中第一批生物和现代农业高新技术项目，是将太空育种技术应用到农业生产上的一项先进技术。等离子体不是一种特殊物质，它只是物体存在的一种状态，宇宙中９９％的物质是等离子体；物体温度升高使物体内部分子热运动加快，分子的距离拉大使引力下降，改变了物体的状态；当固体加热温度升高会变为液体，液体加热会变为气体。如果对气体再加热，当温度达到一定程度，分子热运动进一步加剧，原子的核外电子就会具有相当大的动能，核外电子将摆脱原子核的束缚而成为自由的电子，失去电子的原子便成为带电的离子，它与自由电子所带的负电量相等，所以叫做等离子体。这一过程只改变物体的状态和存在方式，并没有改变物质的化学成分。等离子体可以发光、产生电磁场等物理能量，是物质存在的第四种状态，太阳就是一个巨大的等离子体。等离子体种子处理机，是在耀室中安装等离子体发生器，通电后等离子体发生器产生等离子体，以此激发种子内部各种物质的活性；同时产生的能量可击开空气中的氧气，产生臭氧，杀死种子表面的细菌。通过等离子体发出的各种能量作用于种子，使种子的活力得到提升，提高种子的健壮程度，增强种子的发芽势，提升种子的发芽率，可使种子出苗整齐，苗期生长旺盛，增强抵御自然灾害的能力，具有促进早熟、增加产量、改善品质［１，２］等功效。试验通过改变种子处理的电流强度、处理次数，研究了等离子体技术对辣椒（Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ Ｌ．）种子萌发及幼苗生长的影响，以期从中选出最适宜的电流强度和处理次数组合。

１材料与方法

１．１材料

供试辣椒品种为美国牛角椒；等离子体处理种子机由大连博事等离子体有限公司提供。试验于２００９年３～５月在吉林农业科技学院果蔬实验室、实习园艺场进行。

１．２试验设计

１．２．１试验处理辣椒种子处理于发芽试验前１ ｄ进行，电流强度和处理次数的组合［３－６］见表１。

１．２．２发芽试验把５种不同处理组合的辣椒种子经等离子体处理种子机处理后，浸在清水中６ ｈ，然后用质量分数为１％的硫酸铜溶液浸种５ ｍｉｎ，洗干净种子，各处理组合分别取１５０粒摆放于培养皿中，３次重复，每重复５０粒，在２５～３０ ℃条件下催芽，催芽第六天时观测发芽数并计算发芽势，第１４天时观测发芽数并计算发芽率，第１４天观测胚根长度并计算种子活力指数。

发芽势（ＧＩ）＝∑（Ｇｔ／Ｄｔ）。

式中，Ｇｔ为第ｔ天的发芽数，Ｄｔ为相应的发芽天数；

发芽率＝累计发芽种子数／供试种子数×１００％。

活力指数（ＶＩ）＝Ｓ×ＧＩ。

式中，Ｓ为平均根长（ｍｍ）。

１．２．３育苗试验采用５４孔穴盘进行无土基质育苗，无土基质为草炭７０％（体积分数）、炉渣３０％（体积分数）、每立方米加５ ｋｇ的“千代田”牌有机肥，播种前将穴盘浇透水。将不同处理组合的辣椒种子播于基质穴盘中，每穴１粒，每个处理组合播一整苗盘，随机排列，３次重复。苗期管理同生产育苗管理。播种后第１０天时，随机取５株苗，观测株高、茎粗、地上部分干重、地下部分干重，以后每隔１０ ｄ测定１次，共测定５次。育苗结束时，计算壮苗指数、Ｇ值及根冠比。

壮苗指数＝（茎粗／株高＋地下部分干重／地上部分干重）×全株干重；

Ｇ值＝全株干重／育苗天数；

根冠比＝地下部分干重／地上部分干重。

２结果与分析

２．１等离子体技术处理组合对辣椒种子发芽特性的影响

等离子体技术处理对辣椒种子发芽特性的影响结果见表２，由表２可知，不同处理组合的辣椒种子，其发芽势、发芽率及种子活力指数均出现了明显的差异。其中处理Ｂ、处理Ｃ与处理Ａ、处理Ｄ、对照之间在发芽势方面达到了极显著差异水平，发芽势高低的顺序是处理Ｃ＞处理Ｂ＞处理Ａ和对照＞处理Ｄ；处理Ｂ、处理Ｃ与处理Ａ、处理Ｄ、对照之间在发芽率方面达到了极显著差异水平，处理Ａ、对照与处理Ｄ之间的发芽率也达到了极显著差异水平，发芽率高低的顺序是处理Ｃ＞处理Ｂ＞处理Ａ＞对照＞处理Ｄ；处理Ｂ、处理Ｃ与处理Ａ、处理Ｄ、对照之间在种子活力指数方面达到了极显著差异水平，处理Ａ、对照与处理Ｄ之间的种子活力指数也达到了极显著差异水平，种子活力指数高低的顺序是处理Ｃ＞处理Ｂ＞处理Ａ＞对照＞处理Ｄ。由此说明，适宜的电流强度与处理次数对辣椒种子发芽具有促进作用，过强的电流强度与过多的处理次数抑制了辣椒种子发芽。

２．２等离子体技术处理组合对辣椒幼苗生长的影响

等离子体技术处理对辣椒幼苗株高生长的影响见图１，由图１可见，在辣椒幼苗生长过程中，播种后２０ ｄ各处理间的株高基本相同，播种后３０ ｄ 出现差异，在４０ ｄ前后生长速度开始加快，并且各处理间出现了明显的差异，在育苗结束时，处理Ｃ的株高最高，达１８．８９ ｃｍ，而处理Ｄ的株高最低，只有１６．７３ ｃｍ，相差２．１６ ｃｍ。等离子体处理技术对辣椒幼苗茎粗生长的影响见图２，由图２可见，播种后前１０ ｄ茎粗增速基本一致，从播种后２０ ｄ开始，各处理之间的茎粗出现了差异，以处理Ｃ的茎粗最粗，处理Ｄ的茎粗最细，茎的粗细顺序为处理Ｃ＞处理Ｂ＞处理Ａ＞对照＞处理Ｄ，并且一直保持到育苗结束。由此说明，适宜的电流强度与处理次数对辣椒幼苗的茎粗、株高生长有促进作用，过强的电流强度与过多的处理次数却产生抑制作用。

２．３等离子体技术处理组合对辣椒幼苗地上部分干重、地下部分干重的影响

等离子体技术处理对辣椒幼苗地上部分干重的影响结果见图３，由图３可见，地上部分干重随育苗天数的增加而增加。播种后４０～５０ ｄ，地上部分干重的增重非常显著，育苗结束时，处理Ｃ的干重达到了０．８８ ｇ，而处理Ｄ的干重只有０．６２ ｇ，相差０．2６ ｇ。等离子体技术处理对辣椒幼苗地下部分干重的影响结果见图４，由图４可见，地下部分干重随播种天数的增加而增加。播种后３０～５０ ｄ，地下部分干重的增重显著，育苗结束时，处理Ｃ的干重达到了０．３４ ｇ，而处理Ｄ的干重只有０．１７ ｇ，相差０．１７ ｇ。综合全株的干重情况来看，处理Ｄ的干重（地上、地下）始终低于其他处理和对照，说明过强的电流强度与过多的处理次数对辣椒幼苗的全株干重有较强的抑制作用。

２．４等离子体技术处理组合对辣椒幼苗根部发育特性的影响

等离子体技术处理对辣椒幼苗根部发育特性的影响结果见表３，由表３可见，处理Ｂ、处理Ｃ与处理Ａ、处理Ｄ、对照之间在根冠比方面达到了极显著水平的差异，处理Ａ又与处理Ｄ、对照之间达到了极显著水平的差异，各处理根冠比的大小排序是处理Ｃ＞处理Ｂ＞处理Ａ＞对照＞处理Ｄ。

处理Ｂ、处理Ｃ与处理Ａ、处理Ｄ、对照在Ｇ值方面达到了极显著水平的差异，处理Ａ、对照又与处理Ｄ达到了极显著水平的差异，各处理Ｇ值的大小排序是处理Ｃ＞处理Ｂ＞处理Ａ＞对照＞处理Ｄ。

壮苗指数是衡量幼苗质量高低的重要指标之一，由表３分析可知，处理Ｃ与处理Ｂ、处理Ａ、处理Ｄ、对照之间在壮苗指数方面达到了极显著水平的差异，处理Ｂ与处理Ａ、对照、处理Ｄ之间达到了极显著水平的差异，处理Ａ与处理Ｄ、对照之间也达到了极显著水平的差异，各处理壮苗指数的大小排序是处理Ｃ＞处理Ｂ＞处理Ａ＞对照＞处理Ｄ。

３小结

等离子体技术处理辣椒种子后，对种子的萌发具有一定的影响，试验结果表明，电流强度为１Ａ、处理次数为３次或电流强度为２Ａ、处理次数为１次的处理组合的辣椒种子与其他不同等离子体技术处理组合相比，其发芽势、发芽率、种子活力指数均有所提高；而电流强度为２Ａ、处理次数为２次的处理组合辣椒种子发芽受到了抑制，与没有用等离子体技术处理的组合相比，其发芽势、发芽率、种子活力指数均有所下降。等离子体技术处理辣椒种子后，对辣椒幼苗的生长也有一定的影响，适宜电流强度与处理次数的组合处理的幼苗茎粗、株高、地上部分干重、地下部分干重、根冠比、Ｇ值及壮苗指数均有所提高。

试验结果表明，适宜的电流强度和处理次数等离子体技术组合处理辣椒种子后，对辣椒种子的萌发及幼苗生长均有促进作用。电流强度弱或处理次数少组合的等离子体技术处理辣椒种子，对辣椒种子萌发及幼苗生长的促进作用不明显；而电流强度强或处理次数多组合的等离子体技术处理辣椒种子，对辣椒种子萌发及幼苗生长又会产生明显的抑制作用。由于种子发芽环境的复杂性，等离子体技术处理辣椒种子后，在低温、高温、较高盐浓度及干旱等逆境条件下种子发芽及幼苗的生长是否也存在促进作用，有待下一步研究探讨。

参考文献：

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