摘要:摘要:本文系統(tǒng)闡述了近年來高壓靜電場技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域中的應用進展。主要包括高壓靜電場對植物種子萌發(fā)、生長發(fā)育、生理生化的影響,以及應用于作物干燥脫水、水果和蔬菜保
摘要:本文系統(tǒng)闡述了近年來高壓靜電場技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域中的應用進展。主要包括高壓靜電場對植物種子萌發(fā)、生長發(fā)育、生理生化的影響,以及應用于作物干燥脫水、水果和蔬菜保鮮、育種等方面的研究進展,同時探討了高壓靜電場的發(fā)展趨勢并進行了展望。
關鍵詞:靜電技術;農(nóng)業(yè)生產(chǎn);應用

農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和加工過程是農(nóng)業(yè)工作的重要環(huán)節(jié),如何提高農(nóng)產(chǎn)品質量和產(chǎn)量是科學研究的重要措施,是促進我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整、促進地方經(jīng)濟發(fā)展的利器,同時也是實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品商品化、標準化、現(xiàn)代化的重要手段。在新的形勢下,如何搞好農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、提高質量和產(chǎn)量,確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和增產(chǎn)增收,成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工者的一項新的課題。
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1對種子萌發(fā)及其活力的影響
1.1促進種子萌發(fā)以及活力的表現(xiàn)
靜電生物效應研究最早、范圍最廣的領域是利用高壓靜電場處理植物的種子,包括水稻、茶葉、小麥以及果蔬等植物的種子。我國學者于20世紀70、80年代開始對經(jīng)濟作物、藥用植物、果蔬等各種植物種子采用高壓靜電場處理,探索高壓靜電場對種子萌發(fā)、活力表現(xiàn)、生理生化變化、植株生長的影響[1]。許多學者研究表明,適宜的靜電場強度和處理時間對種子萌發(fā)有刺激作用,能增加種皮透性,促進細胞活化,使儲藏物質加速分解、轉化和再利用,打破休眠狀態(tài),提高發(fā)芽率,促進根部快速長粗,使幼苗生長旺盛[2-7]。
1.2抑制種子萌發(fā)作用
靜電技術雖然具有促進種子萌發(fā)及活力作用,但在一些情況下卻沒有效應或起到抑制作用。原因之一是因為過低或過高強度的靜電場不利于種子萌發(fā),甚至起到抑制作用,高壓靜電場生物效應存在電場閾值和電場極限值。王清元等[11]將水稻種子放置在不同時間長度、場強為500kv·m-1的條件下處理,結果靜電場處理對水稻種子各項生理指標具有明顯的抑制作用,時間越長則抑制作用越明顯。
2促進光合作用
靜電場對植物光合器官和功能的變化有顯著影響。在靜電場作用下,葉片的光合速率及呼吸速率都明顯提高,其中光合速率要比呼吸速率增加的幅度大。靜電場下葉片的葉綠素a含量增加,但葉綠素b卻有所減少,但葉綠素總量仍比沒有電場處理高。這表明靜電場促進葉綠素a含量增加比葉綠素b的減少量要大得多。將作物葉片或幼苗置于靜電場下生長,葉片在靜電場下積累的元素增多,這些元素又是光合合成中不可缺少的調節(jié)及營養(yǎng)元素。其增長對保證葉片色素合成及光合過程有關酶的合成提供了營養(yǎng)條件、葉片厚度、葉片單位面積的柵欄細胞數(shù),每個細胞中的葉綠體數(shù)、葉綠體中的基粒數(shù)及基粒中的類囊體片層數(shù)均提高,從而改善作物的光合性能[23,24]。
3提高抗逆性
高壓靜電場處理過的作物在葉片受到低溫脅迫后,使植物葉片的可溶性蛋白含量提高,電導率變小,植物葉片的抗寒性變強[25,26]。國內早期研究已經(jīng)證實,高壓靜電場處理小麥種子,葉綠素含量增加,游離氨基酸和蛋白水解氨基酸含量有所變化,總N、P:O、Mo、Co、Cu、Zn、Mn和FeO也會顯著升高,增強其抗凍害能力[27]。
4靜電場在干燥脫水方面的應用
物料干燥方法通常有對流干燥法、傳導干燥法、輻射干燥法、介電干燥法。各種干燥法的共性是物料必須升溫,有時溫升還很高,對熱敏性物料不利。靜電場干燥技術是一種新型的節(jié)能與環(huán)保型干燥技術,具有不污染空氣、不會使物料升溫、干燥均勻、可殺滅細菌、干品質量檔次高、能耗相對較低等優(yōu)點。近年來,靜電干燥技術已被越來越多地應用于蔬菜、水果、中藥材和生物制品等熱敏性物料的干燥領域[28-31]。靜電場干燥技術的投入使用引領農(nóng)產(chǎn)品干燥加工產(chǎn)業(yè)升級發(fā)揮重要作用。
參考文獻
[1]那日,馮璐.靜電生物學效應機理研究新進展[J].物理,2003,32(02):87-93.
[2]朱冬雪,竇家本,劉平.同靜電場對水稻種子萌發(fā)吸水和幼苗根系活力的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學,1997,25(03):38-40.
[3]蔡興旺,林昌華.高壓靜電場處理對黃瓜種子發(fā)芽的影響[J].種子,2002(06):16-17.
韋柳花1楊理林2張凌云1黃榮雄3蘇敏1
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