静电场处理种子和植株的效应
静电场的生物学效应

在研究的过程中,我们查阅了很多相关资料,也学到了不 少新的知识,提高了将理论知识运用到实际问题中的能力。
总之,经过这次研究活动,我们受益良多。
五、建议和存在问题
虽然这是自选题目,但由此我们体会到电磁学 与生物科学的密切联系。希望老师可以在今后的教 学或作业中多介绍一些生物电磁学的相关模型,加 强学生运用知识解决实际问题的能力。 此外,我们在查阅资料的时候发现,细胞膜的 电势有很多种求解模型,诸如平衡膜电势的能斯特 方程等等,由于篇幅问题,在报告里没有详细研究。 由于实验条件所限,本次试验数据来源于网络, 希望今后能亲自予以验证。 报告如有不足之处,希望老师批评指正。
三、理论依据
1、电场作用在生物膜上, 相当于作用在等价RC电路上, 由于 生物组织不均匀性引起细胞内外液中电流流量不同,从而改变 膜上的电荷分布。
2、细胞膜的基本结构是一个由各种极性磷脂分子构成的双分 子层。 这个模型从理论上证明了细胞膜带电荷脂质分子呈不 对称性分布,因此产生一个跨膜电压,跨膜电压的大小取决 于膜上带电荷脂质分子的解离状态,并且受到环境中氢离子 浓度(pH)的调制。
四、计算过程:
五、收获体会:
通过本次研究性学习,我们更加深入地了解了静电场在 生物科学方面的应用,也学习到一些生物电磁学的知识。这 次研究的题目总体来说属于知识扩展,是在静电场应用方面 的延伸和概括,但又着重研究了有关细胞膜的电场参数,以 建模的方式,运用拉普拉斯方程以及场强、电势等基础知识 定量探讨了跨膜电压、膜电荷面密度和电容的问题。
二、定性分析
促进种子萌发和根系生长分析:
增加种子的呼吸作用分析: 电场作用影响生物体的电特性,电场作用 电场使水的浮力发生变化,大的 在生物膜上,改变了膜上电荷分布,影响 分子团变为小分子团,并有序排列, 了膜电位,使种子吸水后离子扩散与电致 使水分子容易通过种子皮,增加种子 泵系统运转活跃,从而驱动合成更多的酶, 的呼吸作用。 电场影响了膜透性,同时也影响了酶活性, 认为电场可使蛋白质、氨基酸、维生素及 油料作物的含油量增加。
《2024年电场处理对燕麦在盐胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响》范文

《电场处理对燕麦在盐胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响》篇一一、引言在农业生产中,由于气候变化和环境条件变化的影响,植物常受到多种环境压力的困扰。
盐胁迫是一种常见的问题,土壤盐渍化导致植物生长受阻,进而影响农作物的产量和品质。
近年来,随着科技的发展,电场处理技术被广泛应用于农业领域,以改善植物的生长状况。
本文以燕麦为研究对象,探讨了电场处理对燕麦在盐胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响。
二、研究方法本实验以燕麦为材料,设计对照组和实验组。
对照组不进行电场处理,实验组则进行不同强度的电场处理。
在盐胁迫条件下,观察并记录燕麦种子的萌发情况及幼苗的生长状况。
三、实验结果(一)种子萌发阶段实验结果显示,在盐胁迫条件下,经过电场处理的燕麦种子其萌发速度和萌发率均有所提高。
其中,适当强度的电场处理效果最为显著。
随着电场强度的增加,种子萌发率呈现出先增后减的趋势。
这表明电场处理能够在一定程度上缓解盐胁迫对燕麦种子萌发的不利影响。
(二)幼苗生长阶段在幼苗生长阶段,经过电场处理的燕麦表现出更好的生长状况。
电场处理后的燕麦幼苗叶片更加翠绿,株高和根长均有所增加。
此外,电场处理还能够提高燕麦幼苗的抗逆性,使其在盐胁迫环境下具有更好的生长适应性。
四、分析讨论电场处理能够促进燕麦在盐胁迫下的种子萌发及幼苗生长,其作用机制可能涉及以下几个方面:1. 电场能够促进种子的代谢活动,加速种子内部的生化反应,从而提高种子的萌发速度和萌发率。
2. 电场能够调节植物的生长过程,促进植物对养分的吸收和利用,提高植物的生长速度和生长质量。
3. 电场能够增强植物的抗逆性,使植物在不利环境下具有较强的生长适应能力。
此外,电场处理的强度也是影响燕麦生长的重要因素。
适当强度的电场处理能够发挥最佳的效果,过强或过弱的电场处理均不利于燕麦的生长。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的电场处理强度。
五、结论本文通过实验研究了电场处理对燕麦在盐胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响。
高压静电场在促进植物生长上运用

高压静电场在促进植物生长上运用高压静电场在促进植物生长上运用高压静电场对植物种子的处理,能提高种子活化能和种子内多种酶的活性,对种子有消毒杀菌作用,可提高种子的发芽率、发芽势、活力指数和减少植株病虫害,改善植株品质。
高压静电场场强的大小和种子处理的时间,对不同的植物种子来说,其数值有不小的差异。
例如,对白菜、油菜、萝卜等小颗种子,在电场强度为30kV/m的高压静电场中,只需处理5min左右就行了,而对豌豆、黄豆、花生等较大颗粒种子,则要在电场强度为100kV/m的高压静电场子中处理20min左右才行,各种植物种子处理所需的最佳电场强度和最佳处理时间是通过多次反复试验来确定的。
在前述的参考资料中,可以查到这些参考数据。
需要指出的是,处理种子时电场强度过大,处理时间过长,会使种子受伤害,甚至死亡。
而电场强度过小,处理时间过短,又会造成处理效果不明显。
目前,有的地区和单位已生产出静电种子处理机出售。
据生产厂家称,能对小麦、水稻等大田作物种子作批量处理,使其产量提高5%-10%。
还要特别指出的是,经过高压静电场处理的种子,必须及时播种,最迟不超过一个星期的时间就要播种完毕,否则处理效果就不明显。
对不同的植物,应该选取不同的高压静电电场场强和每日开机时间。
实验表明,这个数值也不必太精确,静电场对植物生长的影响,目前还没有精确的公式,只有试验总结出来的数据范围。
我们经过两年多的时间,对部分食用菌、蔬菜和花卉等,进行了高压静电场促进其生长的试验和观察。
取得了明显的效果,现把初步试验结果总结如下。
(1)食用菌试验对象为猴头菇和平菇,高压静电场的场强为1OOkV/m,每天上午和下午各开机2小时。
结果与无静电场的对照组相比:猴头菇产量提高37%,生长时间缩短26%;平菇产量提高51%。
生长时间缩短44%,效果明显。
(2)蔬菜对叶类蔬菜,试验对象为芹菜、生菜、油菜和韭菜,高压静电场的场强为65kV/m,每天在植物光合作用最旺盛的时间开机4小时,与无静电场的对照组相比,蔬菜枝叶肥大、粗壮测试结果,蔬菜成熟时间比对照组缩短,其中芹菜缩短8%,生菜缩短8.3%,油菜缩短17%,韭菜缩短36%;蔬菜产量提高,其中芹菜提高36%,生菜提高53%,油菜提高31%,韭菜提高98%。
微波及高压静电场对番茄种子的生物效应

微波及高压静电场对番茄种子的生物效应研究了微波及高压静电场处理番茄种子所产生的生物效应。
测量了番茄种子的相对电导率、出苗率,番茄幼苗的株高、茎粗、过氧化物酶活性、光合色素含量以及叶绿素荧光动力学参数。
测量结果表明,适当剂量的微波及高压静电场处理,能有效降低番茄种子的相对电导率,最多下降10.28个百分点。
种子出苗率,幼苗的株高、茎粗、过氧化物酶活性、叶绿素含量、叶绿素荧光动力学参数Fv Fm与Fv F0均比对照组有所提高,最大提高值分别为58.3%、175.3%、92.9%、161.6%、54.5%、15.5%和72.78%。
试验发现,微波及高压静电场对番茄种子产生生物效应的特点有所不同,说明微波及高压静电场生物效应的物理机理有所不同,为进一步研究微波和静电场生物效应的物理机理提供了试验基础。
静电在农业方面的应用

一、静电在农业喷药中的应用 ——静电喷雾器
液滴的雾化机理:一般认为液体破 碎成雾滴的原因是外界的干扰使 液体表面出现不稳定的现象,这 种现象导致了液体的分离,在这 个过程中液体表面张力和粘滞剪 切阻力是两种主要的雾化阻力。 液滴的充电过程:在静电喷雾中可 以通过3种方式给雾滴充电,即电 晕充电、感应充电和接触充电。
静电在农业方面的应用
路彤 毛塬 史炳超 王艳霞
2017年五月
静电在农业方面的应用
一、静电在农业喷药中的应用 二、静电在农业保鲜中的应用 三、静电在农业育种中的应用
一、静电在农业喷药中的应用 ——静电喷雾器
主要组成:由手持式超低量喷雾 器和高压静电发生器两部分组成。 工作原理:应用高压静电的原理 在喷头与作物之间形成一个高压 静电场,当药液经过喷头时会产 生高压静电,从而使药液从喷头 喷出后变成带有静电荷的雾滴。 在静电场的作用下,雾滴作定向 运动,且喷洒均匀,叶子正背面 和枝干上都能均匀地吸附雾滴。
一、静电在农业喷药中的应用 ——静电喷雾器
静电喷雾法的优缺点
优点
:静电喷雾法的特点是其形成雾滴带有电荷,因而可以将农药利用率
提高到90%以上;并对靶标产生包抄效应。即带电雾滴受作物表面感应电荷吸引 包围靶体,而沉积到靶体正面和背面,提高防治效果。影响雾滴的沉积方式和在 靶标上的沉积部位,主要取决于静电力和重力的比值,如静电力大于重力,雾滴 沿电力线的方向运动,可沉积于靶体的正面和背面;若静电力小于重力,雾滴按 重力方向沉降,无包抄效应。
缺点:静电喷雾法的缺点是带电雾滴对植物冠层的穿透能力较差,大部分
沉积在靠近喷头的靶标上;若用带风机的喷雾机—— 3WFB-18J型背负式机动静 电喷雾机——则可借助风力形成的气流辅助输送雾滴,就可明显改善喷雾质量。
《电场处理糜子种子对其萌发期和苗期抗旱性的影响及时效性》范文

《电场处理糜子种子对其萌发期和苗期抗旱性的影响及时效性》篇一一、引言电场作为一种非接触式的物理处理方法,近年在植物科学中越来越受到重视。
这种技术在农学上具有一定的潜力和应用价值,尤其对改善种子的萌发率和抗逆性等方面表现出明显效果。
本研究针对电场处理糜子种子展开,深入探讨了其对糜子种子萌发期和苗期抗旱性的影响及时效性。
二、材料与方法1. 材料实验材料为糜子种子,种子应保持同质性,以便保证实验数据的可靠性。
2. 方法实验过程中采用不同强度的电场处理种子,分为对照组和处理组。
对照组不施加任何处理,处理组则采用不同的电场强度和时间进行电场处理。
之后,观察种子的萌发情况及苗期的生长状况,并对抗旱性进行评估。
三、结果与分析1. 萌发期的影响实验结果显示,经过电场处理的糜子种子在萌发期表现出更高的活力。
与对照组相比,处理组种子的发芽率、发芽速度和发芽整齐度均有所提高。
其中,适中的电场强度和适当的处理时间对种子的萌发效果最佳。
2. 苗期抗旱性的影响在苗期阶段,经过电场处理的糜子幼苗展现出更强的抗旱性。
通过测定苗期的生理指标如叶绿素含量、水分利用率等,发现处理组在干旱条件下表现出的生长状况明显优于对照组。
这表明电场处理可以增强糜子种子的抗旱能力,提高其适应干旱环境的能力。
3. 时效性分析电场处理的效果具有一定的时效性。
在实验过程中发现,随着处理时间的延长,种子的萌发率和抗旱性逐渐提高。
然而,过长的处理时间并不一定能带来更好的效果,因此需要找到最佳的电场处理时间和强度。
四、讨论本实验结果表明,电场处理可以显著改善糜子种子的萌发期和苗期抗旱性。
这可能与电场对种子内部结构、代谢途径及生理反应的调控有关。
在今后的研究中,可以进一步探讨电场处理对其他农作物种子萌发和抗逆性的影响,以及电场处理的机理和效果在不同作物间的差异。
此外,需要注意的是,电场处理的最佳强度和时间应根据具体作物和实验条件进行优化。
过强或过长的处理可能对种子产生不利影响,因此需要寻找最佳的平衡点。
高压静电场处理干湿黄瓜种子的生物效应及机理

率及活力 指数的测定 。第 2 天测发芽势 ,第 5天计 算 发 芽 率 、 发 芽 指 数 和 活 力 指 数 。发 芽 率 、 发 芽 指 数 和 活 力 指 数 的 计 算 公 式 分 别 为
i 发 芽 率 :发 芽率 = N X1 0 ) G/ 0 %
状态 的黄 瓜种子 ,探讨 了高压 静电场对不 同状态下 黄瓜 种 子 萌 发 的 影 响及 机理 , 旨在 推 进 电场 技 术 在
农 业 生 产 中 的 应用 研 究 。
式 中 G一 发 芽 总 数 ;
Ⅳ一 种 子 数 。
1 材 料 和 方 法
11 材 料 .
2 )发芽指数 :
式中
t 发 芽 日数 。 一 3 活力指数 : )
民i∑ , = f
一在 f 日内发芽数 ;
=S / f
将 黄 瓜 种 子选 种 后 ,取 3 0粒 分 为 3组 ,每 组 0 i0粒 。 1组 浸 泡 4 ,干 燥 箱 内烘 干 表 面 水 分 。两 0 h 组 不 浸 泡 ,保 持 干燥 ,其 中 i组 为试 验 对 照 ( K) c
收 稿 日期 : 2 0 - l 0 0 5 l-9
O 引言
种子是农业生产中最基本 的生产资料 之一 ,利
用 高 压 静 电 处 理 种 子 是 诸 多 种 子 处 理 方 法 中 的 一
种 。 由于 高 压 静 电电 源 具 有 结 构 简 单 、成 本低 廉 等
组 ,在 强度 为 2 k / m 0 V c 、时 间 为 2 s静 电场 中处 理 。 0 备作种子活力 的测定 。
d =O 5 2 c m。 h 0 @l 6. o
在 种子萌发 第 3 , 天 每皿随机选取 5 粒发芽 的 0
电场处理种子的试验报告

电场处理种子的发芽试验报告1、电场种子处理的原理:电场种子处理技术是以电场效应催动种子发育的农业增产新技术,它是一种或多种物理量处理播前的种子,来改变并促使种子及植株的一系列生物化学效应和生物效应,促进农作物的优质高产。
没有播种前的种子内部的正负电荷处于杂乱无序的状态,属于惰性物质。
电场种子处理的原理就是通过模拟大自然的电场效应,激活种子内部的活力,多种酶的活性得到提高,崔动种子的发育。
是播前的种子的正负电荷迅速顺序排列,产生一种跃跃生长的趋势。
处理过的种子比在大自然电场缓慢作用下的没处理的种子可实现早出苗出全苗出匀苗出状苗。
2、电场处理种子的作用:电场种子处理机所产生的适宜的电场强度和处理时间来处理过的种子,有提高吸水速率,吸水量,发芽势和发芽率的作用,从而争得壮苗和单株显著增长的优势。
3、试验材料和方法:3.1 试验目的:通过种子电场处理是否能起到提高发芽势和发芽率的作用。
3.2 试验材料:由天津市溢通实业发展公司提供的ZD-2400型电场种子处理机。
3.3 试验品种:新陆早13号,新陆早33号。
3.4 试验方法和处理:在室内种子恒温培养箱做种子发芽试验设处理区一个:每个品种做电场处理。
对照区一个:每个品种种子不做电场处理。
恒温箱温度控制在25℃。
3.5 发芽试验结果:处理区:新陆早13号和新陆早33号发芽率分别为81.7%和65.9%。
对照区:新陆早13号和新陆早33号发芽率分别为93.2%和80.4%3.6 出苗后的生长情况:见图片。
4、结论:大田出苗实验没有做,从种子芽试验上可以看出电场处理和不处理发芽率上有明显区别,两个品种不处理的比处理的发芽率要高,出苗后的长势电场处理的也比不处理的弱。
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静电场处理种子和植株的效应
静电场是植物生长发育必不可少的环境因素之一。
有人试验用接地的金属网将生长期的植物罩起来,将自然静电场屏蔽,结果导致植物的光合作用受滞,新陈代谢作用显著降低,生长变慢,抗病抗逆能力下降。
早在20世纪70年代,我国就开始有人利用人为高压静电场处理农作物种子,并取得了提高产量,增强作物抗严寒、抗病虫害等性能的良好效果。
植物静电效应的试验研究并取得一定成果的主要有静电场处理植物种子和植株两个方面。
静电场处理植物种子
1.1 基本原理
具有生命的植物种子在播种前处于休眠状态,用人工静电场处理休眠状态植物种子的原理如图l所示。
该电场是由电晕线与金属板组成正负两极而产生的,在极板之间的空间形成一定强度的电场,并有离子雾产生。
将植物种子平放在金属极板上,经过—定时间的“照射”
处理,即可起到极化提高种子活力的作用。
1.2 静电场的设计
根据不同植物种子对电场敏感程度的差异可以设计不同类型和强度的静电场。
处理植物种子的静电场有均匀场与非均匀场、正电场与负电场等类别。
前面提到的由电晕线与金属板组成极板所产生的就是一种非均匀电场。
非均匀电场由于电晕线的电晕放电作用还会产生臭氧,这种强氧化剂对植物种子有消毒杀菌作用。
如果由两块平行金属板组成电极所产生的就是一种均匀电场(忽略边缘效应)。
均匀电场的特点在于计算简单,设计方便,另外还可以根据处理种子的需要,按负极接地或正极接地设计为正电场或负电场。
实际电场的设计都是将市电220v的电压升高、整流,使其电压升到40—400kv ,输出电流则在2—20ma,再通过高压电缆、保护电阻等加到电晕线或金属板上。
电晕线与金属板或平行金属板之间的距离是可调的,通过它们之间距离的调整.以控制电场的强弱。
在进行批量种子处理时,最好能设计、制作一个自动静电种子处理机,图2提供的是广西师范大学张振球教授设计的水稻种于处理台示意图.
1.3机理分析
l.3.1 提高了种子的活化能和酶的活性经静电场“照射”的种子,获得了电场的能量、使种子内形成高能量激发分子。
并位种子内的水分离解,基本营养物质迅速溶解;另一方面作为电介质的植物种子受到电场作用的极化,蛋白质长链结构被破坏,发生分散、凝聚,有利于胚芽的吸收和利用,经静电场处理后的种子,其淀粉酶、过氧化物酶、脱氢酶的活力有显著提高。
主要是通过影响酶蛋白的分子结构、提供能量和影响生物膜的结构和功能状态来影响酶的活性。
淀粉酶活性的提高表示糖酵解效率增强;脱氧酶活性提高反映了呼吸强度的增强,可产生更多供生命活动所需的能量;过氧化物酶则与抗病力、消除自由基密切相关,表征发育程度。
种子活化能及酶的活性的提高都意味着生物体内新陈代谢能力的增强、活力提高,这正是人们所需要的。
1.3、2 减少了种子有机物的流失
经静电场处理后的种子,其浸泡液有机物大分子的含量显著降低。
生物体内细胞膜不完善、损伤或变性都可导致膜透性增大,矿质离子外渗增加.电导率增大。
静电场处理种子可通过
电荷及能量作用使膜分子构相、排列方式与状态发生变化,有的膜相变提前,有利于膜功能恢复和膜损伤部分的修复,从而减少有机物大分子的流失。
1.3.3 消毒杀菌作用在高压静电场中,电晕放电会产生高浓度的臭氧,而臭氧是强氧化剂,其杀菌速度比氯快15—30倍。
因此、种子经静电场处理后,其表皮所带细菌、病毒都被臭氧有效杀灭.这就减少了病害的发生。
1.4 注意事项
1)场向效应:静电场对植物种子的影响与电场强度的方向有关系。
正电场可以促进植物根系的生长,负电场对水稻种子脱氢酶活性的影响优于正电场,而负电场处理几种玉米种子提高活力的作用不及正电场。
场向效应表明外加电场的作用与植物体内荷电物质的性质有关。
2)临界效应:静电场对植物种子的影响与电场强度有关系,随着电场强度大小的变化可能表现为隐性作用、促进作用、抑制作用乃至致死作用,这种现象称之为临界效应,从隐性作用到促进作用,有一个临界场强,称为阈值。
从促进作用到抑制作用.有另一个临界场强,是第二个阈值;两个阈值之间的范围正是我们寻求的静电场正效应作用区域。
试验表明.对—般蔬菜种子处理的电场强度阈值范围为100—400 kV/m。
3)时间效应:在临界场强范围内.静电场对某种植物种子的影响都有一个最佳作用时间,如对番茄、青椒等蔬菜种子的处理时间为;5-10min.对水稻种子为5—15min。
4)消退效应:植物种子经适宜静电场处理后,性质优化,效果显著,但随着时间推移.影响会逐渐减弱乃至消失。
因此.经静电场处理后的种子一般需在3d内播种,否则效果会变差。
此外,植物种子在静电场中处理时宜单层铺放在电极上,以使作用均匀而充分。
2 静电场对植株生长的影响
2.1植物的生长发育是自然静电场与磁场、引力场及阳光、空气、水分等诸多环境因素共同作用的结果.缺一不可.而外加静电场对植物生长的影响也有一定的规律,试验结果的总趋势是:在低电场强度电场作用下无明显作用.随着电场强度的增大呈现一定的促进作用,当电场强度继续增强时,则会产生抑制、变异乃至致死作用。
而且对不同的植物以及同一种植物的不同生长期,静电场起促进作用电场强度的阈值是不同的。
处理植株静电场的设计一般是在试验区地面上空架设金属线材的电晕线,电晕线的高度一般在0.5—2.0m之间,视植株高度而定,但要注意与植株最高处保持一定距离,以不烧坏植株顶部枝叶。
由直流高压发生器供给电晕线10—40kv的电压,从而在电晕线与地面之间形成一个外加静电场,每天供电几小时,植株就生长在变化的静电场中。
试验方式有露天与大棚两种情况,电场有正负分。
2.2 机理分析
2.2.1 结构影响由于外加静电场在确定方向上的作用(由上向下或由下向上).使植物体内的结构变为更加有序.如酶在细胞中、细胞中淀粉的排列、叶绿体类囊体片层垛叠状态等都更加有序,有利于矿物质、营养的贯通吸收,从而增强活力,促进植物生长2.2.2 能量影响在外加静电场中处于生长期的植物,在一定条件下,能够接收并利用一部分电场能量,加速生理生化反应速度.促进植物体内细胞的生长与分化。
所以在外加适宜静电场时.发现植物体内APT含量明显上升,2.2.3 电力影响
在自然条件下,大气电场与磁场、重力场的相互作用和影响以及空气、土壤的湿度、温度
等环境因子的变化,都会造成生长期的植株顶部与根部、根部与土壤之间的瞬时电位差,并以此来驱动植株体内可溶性离子的运动,在外加静电场的作用下,将以静电感应力的形式加速这种运动,形成更大的生物体电流,促进离子及营养的运动吸收,从而促进植株的生长。
内蒙古农机研究所等单位对小麦苗施加适宜静电场的实验表明:静电感应力驱动离子移动的结果促进了小麦植株对硼离子的吸收,而硼具有显著促进开花结果的功能.并被试验结果充分证实。
2.3.4 消毒杀菌由于高压静电电晕放电所产生的臭氧,对植株同样有一定消毒杀菌作用,所以也就起到了壮体和防止病虫害的作用。
3 结论
1)由于静电场处理植物种子比较方便,且效果明显,因此可认为是今后植物静电效应发展的主要方向。
2)静电场对植株生长的影响是肯定的,但起促进作用的是正电场还是负电场,或者对不同植物有不同极性电场需要进一步的试验研究。
3)对植株生长有促进作用的适宜静电场,主要包括静电场强度大小,每天供电施加电场时间长短以及供电方式选择等;而且随植株不同生长期要加以调整变化,不能一成不变.这都需要通过长期大量试验探索,才能掌握其规律.。