農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化譚樹迎水稻種子高壓電場處理與介電分選的試驗(yàn)研究

1、. . 畢 業(yè) 論 文題目：水稻種子高壓電場處理與介電分選的試驗(yàn)研究裝訂線. . . 摘要IABSTRACTII引言11 高壓電場對種子活力的影響11.1 高壓電場的生物學(xué)效應(yīng)11.2 高壓電場對種子的作用機(jī)理21.3 種子高壓電場處理的研究進(jìn)展22 種子電場處理的試驗(yàn)研究22.1 試驗(yàn)材料22.2 試驗(yàn)方法32.3 試驗(yàn)條件32.4 試驗(yàn)裝置32.4.1 負(fù)直流高壓電場處理的試驗(yàn)設(shè)備與裝置32.4.2 交流高壓電場處理的試驗(yàn)設(shè)備與裝置42.5 水稻種子經(jīng)處理后的發(fā)芽試驗(yàn)研究42.5.1 發(fā)芽數(shù)的計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)42.5.2 幼苗苗高的測量記錄62.5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析63 介電分選對種子的影響123

2、.1 介電分選的作用機(jī)理123.2 介電分選的研究進(jìn)展124 種子介電分選的試驗(yàn)研究134.1 試驗(yàn)材料134.2 試驗(yàn)方法134.3 試驗(yàn)條件134.4 試驗(yàn)裝置134.5 水稻種子分選后的發(fā)芽試驗(yàn)研究144.5.1 水稻種子分選后各等級的重量144.5.2 發(fā)芽數(shù)的計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)144.5.3 幼苗苗高的測量記錄154.5.4 試驗(yàn)結(jié)果分析165處理與分選的結(jié)合試驗(yàn)175.1 試驗(yàn)方法175.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)175.2.1 隆安優(yōu)1號綜合處理后的各重量175.2.2 隆安優(yōu)1號的發(fā)芽數(shù)統(tǒng)計(jì)175.2.3 隆安優(yōu)1號的苗高測量統(tǒng)計(jì)185.3 結(jié)果分析196 結(jié)論21參考文獻(xiàn)22致謝23附錄24Co

3、ntentsAbstractIIntroduction11 Influence of high voltage electric field to seeds vigor1 1.1 Biology effect of high voltage electric field1 1.2 Action mechanism of high voltage electric field to seed2 1.3 Research development of high voltage electric field processing to seed22 Experimental study of el

4、ectric field processing to seed2 2.1 Experiment material2 2.2 Testing method3 2.3 Test condition3 2.4 Test equipment3Test equipment and equipment of negative DC high voltage electric field processing3Test equipment and equipment of AC high voltage electric field processing4 2.5 Germination test rese

5、arch of disposal to paddy rice seed4Counting statistics of germination number4Survey record of seedling height6 Analysis of test result63 Influence of dielectric separation to seed13 3.1 Action mechanism of dielectric separation13 3.2 Research development of dielectric separation134 Experimental stu

6、dy of dielectric separationto seed134.1 Experiment material13 4.2 Testing method13 4.3 Test condition14 4.4 Test equipment14 4.5 Germination test research of separation to paddy rice seed14Various ranks weight of paddy rice seed separation14Counting statistics of germination number15Survey record of

7、 seedling height16 Analysis of test result175 Union experiment of processing and grading18 5.1 Testing method18 5.2 Statistics of tentative data18Various weights of Longanyou 1 to synthesis processing18Counting statistics of Longanyou 1s germination number18Survey record of Longanyou 1s seedling hei

8、ght19 5.3 Results analyzing206 Conclusion22References23Acknowledgement24Appendix25水稻種子高壓電場處理與介電分選的試驗(yàn)研究作者：譚樹迎，指導(dǎo)教師：李法德 （山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 教授）【摘要】本研究首先用高壓電場（場強(qiáng)為300 kV/m）對三個(gè)品種（隆安優(yōu)1號、隆安優(yōu)8號、協(xié)332）的陳水稻種子進(jìn)行了處理（處理時(shí)間為30 s、60 s、120 s、240 s）并做了發(fā)芽對比試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果從中選出規(guī)律一致性比較好的品種（隆安優(yōu)1號）和確定出最理想的處理時(shí)間為30 s；然后對該品種進(jìn)行介電分選處理試驗(yàn)確定出最佳分選電壓（

9、滾筒轉(zhuǎn)速為20 r/min時(shí)，分選電壓為3 kV）。最后選用得到的最優(yōu)參數(shù)配合對隆安優(yōu)1號進(jìn)行綜合處理，并做發(fā)芽對比試驗(yàn)，結(jié)果表明綜合處理后級種子的平均發(fā)芽率和幼苗平均生長高度與對照組（CK）對比分別提高了12.12%15.58%和14.08%25.51%，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)提高了18.28%21.8%和35.74%51.16%，且在=0.05水平上存在顯著性差異。關(guān)鍵詞：高壓電場 水稻種子 介電分選 發(fā)芽試驗(yàn)Experimental and Study on High VoltageElectric Field Processing and Dielectric Separating toR

10、ice SeedsAuthor：Tan Shuying，Supervisor：Li Fade（Professor of Shandong Agriculture University）AbstractThis research first used the high-pressured electric field (field intensity is 300 kV/m) to three varieties of the old paddy rice seed (Longanyou 1, Longanyou 8, xie 332) has carried on processing (pr

11、ocess time is 30 s, 60 s, 120 s, 240 s) and does the germinated trialto comparatived, selected the rule uniformity quite good variety according to the test results (Longanyou 1) and determined the most ideal process time was 30 s; Then carries on the dielectric separation processing experiment to th

12、is variety to determine (when the best separation voltage drum speed is 20 r/min, the separation voltage is 3 kV). Finally selects the most superior parameter coordination which obtains to Longanyou 1 to carry on synthesis processing, and does the germinates trial to comparatived, after finally indi

13、cates synthesis processing, The first level seeds average germination percentage and the seedling grew equally height and contrasting%separately6%,andAtthe 0.05 level, the population means are significantly different.Keywords: high voltage electric field; paddy rice seed;dielectric separation; germi

14、nation test引言種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基本的特殊生產(chǎn)資料，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)-農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程發(fā)芽試驗(yàn)（）可知，種子的發(fā)芽率和幼苗生長高度為主要檢驗(yàn)指標(biāo)。種子發(fā)芽率以及幼苗生長高度對衡量種子質(zhì)量均有十分重要的影響。隨著我國農(nóng)業(yè)和種業(yè)的不斷發(fā)展，種植業(yè)朝著機(jī)械化作業(yè)方向邁進(jìn)；伴隨著數(shù)字農(nóng)業(yè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)的不斷推廣，種子的質(zhì)量越來越受到人們的廣泛重視。高活力的種子用于生產(chǎn)，可抵抗不良生長環(huán)境的脅迫，達(dá)到早苗、全苗、齊苗和健苗的目的，節(jié)省播種及耕種費(fèi)用，為豐產(chǎn)奠定基礎(chǔ)1。高活力的種子也是數(shù)字農(nóng)業(yè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)推廣應(yīng)用所必備的前提條件。近年來，隨著精密播種機(jī)械的大量使用

15、，提高種子活力的方法日益得到重視。利用高壓靜電場處理種子是諸多種子處理方法中的一種。由于高壓靜電電源存在結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，已引起了越來越多的人們關(guān)注高壓靜電場的效應(yīng)問題，且已見到許多關(guān)于靜電場對植物生長發(fā)育影響的報(bào)告。利用高壓靜電場處理種子，可改變種子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高種子的發(fā)芽率，加速種子萌發(fā)，早出苗、多出苗，促進(jìn)幼苗生長，增強(qiáng)抗病力，且早熟高產(chǎn)8，9。國內(nèi)有關(guān)地區(qū)和部門采用高壓靜電場處理種子，堅(jiān)持多年，取得了較好的增產(chǎn)效果4。水稻種子在采用了高壓靜電場處理后，其發(fā)芽率和幼苗生長高度得到提高；水稻種子在經(jīng)過介電分選可挑選出高活力、發(fā)育完整的種子。既然二種處理方法對種子都存在積極的方面，為

16、什么不把二者結(jié)合對種子進(jìn)行處理達(dá)到更好的效果？本文通過發(fā)芽對比試驗(yàn)找到二者參數(shù)的最優(yōu)配合，為處理種子的方法應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一些依據(jù)。1 高壓電場對種子活力的影響1.1 高壓電場的生物學(xué)效應(yīng)高壓電場可以影響生物膜結(jié)構(gòu)和酶的活性。生物膜（特別是細(xì)胞膜）是植物體內(nèi)進(jìn)行各種生化反應(yīng)的主要場所，是物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換的樞紐和生命活動(dòng)的中心，許多與生物代謝相關(guān)的酶都定位于膜上6。靜電場可以通過庫侖力相互作用對膜脂質(zhì)的極性端產(chǎn)生作用，引起脂質(zhì)極性端側(cè)向移動(dòng)，使烴鏈彎曲，進(jìn)而影響到膜的流動(dòng)性51.2 高壓電場對種子的作用機(jī)理種子是作物個(gè)體生長發(fā)育的一個(gè)特定階段,由受精的胚珠發(fā)育而成.雖然不同作物種子的形狀、大小、

17、顏色等存在著明顯的差異,但基本結(jié)構(gòu)都是一致的,一般由胚、胚乳和種皮三部分組成,有的甚至只有胚和種皮兩部分,使得整粒種子呈現(xiàn)明顯的分層性.各層均由具有選擇性吸收特性的生物膜分隔,各層內(nèi)所含物質(zhì)的化學(xué)成分、密度和介電常數(shù)差異較大,一般成熟干燥種子的各部分處于脫水狀態(tài),含水量約5%20%之間,此時(shí)原生質(zhì)處于凝膠狀態(tài),并且內(nèi)層的含水量和密度大于外層11。靜電場作用有利于種子體內(nèi)ATP合成，促進(jìn)酶的活化和生長。靜電場產(chǎn)生的電位差引起細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)擴(kuò)散，提高擴(kuò)散通量，有利于種子吸水吸肥，提早萌發(fā)和生長3；高壓靜電場空氣擊穿產(chǎn)生NO、NO2和臭氧，與水反應(yīng)生成亞硝酸和硝酸，腐蝕種子外殼，促進(jìn)種子萌發(fā)，同時(shí)臭氧

18、的殺菌能力使種子很少發(fā)生黑穗頭病15。靜電處理能誘導(dǎo)或啟動(dòng)種子生物體內(nèi)攜帶的某種信息,促使一定的反應(yīng)發(fā)生而激活種子的內(nèi)部潛力,使種子內(nèi)的水分離解,基本營養(yǎng)物質(zhì)迅速溶解,其淀粉酶、過氧化物酶、脫氧酶的活力有顯著提高;因?yàn)榈矸勖富盍Φ奶岣弑硎玖颂墙徒庑试鰪?qiáng);脫氧酶活力的提高反映了呼吸強(qiáng)度的增強(qiáng),可產(chǎn)生更多供生命活動(dòng)所需的能量;酶的活性的提高意味著生物體內(nèi)新陳代謝能力的增強(qiáng)。所以靜電處理加速了種子細(xì)胞動(dòng)力學(xué)過程和種子營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,增強(qiáng)植物生長發(fā)育能力,加快種子的萌發(fā),產(chǎn)生出苗多和幼苗生長健壯的效果10。種子高壓電場處理的研究進(jìn)展王清元等對水稻種子進(jìn)行了高壓靜電處理，發(fā)現(xiàn)利用高壓靜電場處理種子可改

19、變種子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加速種子細(xì)胞動(dòng)力學(xué)過程，激活種子內(nèi)部潛在能力，加快種子萌發(fā)，促進(jìn)幼苗生長，達(dá)到提高產(chǎn)量的目的2。余登苑等對小青菜和番茄用每天加7h、10kV靜電場和無靜電場進(jìn)行對照試驗(yàn)，結(jié)果表明：靜電處理的小青菜(11天后)和番茄(22天后)的出苗率分別增加了%和30%，苗高分別增加%和%，產(chǎn)量分別增加%和%7。張本華等對262水稻種子進(jìn)行250kV/m的高壓靜電分別處理1min、5min、10min、15 min后，分別進(jìn)行發(fā)芽對照試驗(yàn)，結(jié)果表明：種子發(fā)芽率與不同處理時(shí)間關(guān)系比較清楚，在處理10min的時(shí)候效果最好12。2 種子電場處理的試驗(yàn)研究2.1 試驗(yàn)材料山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供的均勻飽

20、滿的隆安優(yōu)1號、隆安優(yōu)8號、協(xié)332三個(gè)品種的陳水稻種子。它們的水分和百粒重如表2-1所示。表2-1 各水稻品種的水分和百粒重品種水分（%）百粒重（g）隆安優(yōu)1號隆安優(yōu)8號協(xié)332試驗(yàn)方法按要求對種子進(jìn)行相應(yīng)的處理，對處理過的種子進(jìn)行發(fā)芽及生長試驗(yàn)。處理后的種子首先在30恒溫浴鍋內(nèi)浸泡3個(gè)小時(shí)消除硬實(shí)，然后充分混合后手工隨機(jī)選擇100粒作為一次重復(fù)，采用紙上紙床法（）置與發(fā)芽盒中在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院種子幼苗培養(yǎng)室（編號：02091、專利號：962391794）內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽與生長試驗(yàn)，每種情況分別做3次重復(fù)試驗(yàn)，取其平均值與設(shè)置的對照組（CK）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對比，對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后得出結(jié)論。試驗(yàn)條件電

21、壓形式S：交流（AC）、負(fù)直流（-DC）試驗(yàn)電壓V：15 kV （場強(qiáng)E為300 kV/m）處理時(shí)間t：30 s、60 s、120 s、240 s培養(yǎng)室條件：25恒溫（）、125%HR恒濕、持續(xù)光照2.4 試驗(yàn)裝置.1負(fù)直流高壓電場處理的試驗(yàn)設(shè)備與裝置試驗(yàn)中所用到的儀器設(shè)備，如表2-2所示。表2-2 試驗(yàn)儀器設(shè)備名稱型號生產(chǎn)廠家備注交流試驗(yàn)變壓器YDJ50型北京互感器廠050 kV高壓測量器FRC100北京豐源高壓電器廠DC:0.005 kV AC:0.01 kV高壓電場發(fā)生裝置（附圖1）山東農(nóng)業(yè)大學(xué)d=高壓硅堆2DGL（附圖2）18 kV n=4種子幼苗培養(yǎng)室ZMX18沈陽市自動(dòng)化儀表研究所

22、05020 m3精密電子天平JJ1000型常熟雙杰測試儀器廠d=1 交流試驗(yàn)變壓器 2 高壓硅錐 3 高壓測量器 4 鋸齒網(wǎng) 5 絕緣支架 6 不銹鋼鋼板 7 水稻種子圖2-1 種子高壓電場處理的裝置示意圖1234567本次試驗(yàn)所用試驗(yàn)裝置示意圖如圖2-1所示。該裝置主要由高壓發(fā)生裝置和高壓靜電場產(chǎn)生裝置等組成。其中交流試驗(yàn)變壓器可產(chǎn)生050 kV的交流電壓，高壓硅錐可將交流高壓轉(zhuǎn)變?yōu)樾枰呢?fù)直流高壓。靜電場產(chǎn)生裝置的鋸齒尖端距不銹鋼鋼板5 cm，這樣就可根據(jù)所需要的場強(qiáng)調(diào)節(jié)交流試驗(yàn)變壓器，由高壓測量器確定所需試驗(yàn)電壓。交流高壓電場處理的試驗(yàn)設(shè)備與裝置試驗(yàn)中所需要的儀器設(shè)備與負(fù)直流高壓靜電處理

23、中的試驗(yàn)設(shè)備基本相同，只是不需要高壓硅堆的作用，即在表2-2中去掉高壓硅堆就是該試驗(yàn)所需要的儀器設(shè)備。同樣，試驗(yàn)裝置示意圖如圖2-1中去掉虛框中的部分即附圖3所示。2.5水稻種子經(jīng)處理后的發(fā)芽試驗(yàn)研究對水稻種子置床后，開始保持加蓋狀態(tài)以免水分的蒸發(fā)。試驗(yàn)過程中每天觀察一次，要適當(dāng)補(bǔ)水、對發(fā)霉種子進(jìn)行清洗和對腐爛種子進(jìn)行剔除處理。根據(jù)實(shí)際情況，當(dāng)幼苗高度達(dá)到發(fā)芽盒高度即盒蓋影響幼苗的生長時(shí)，去除盒蓋，開蓋后及時(shí)補(bǔ)水，一天中早晚各一次。種子發(fā)芽或生長到達(dá)相應(yīng)的天數(shù)后對所需數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄，之后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理得出結(jié)論。 發(fā)芽數(shù)的計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)根據(jù)中對農(nóng)作物種子的發(fā)芽技術(shù)規(guī)定可知，在第5天對各品種水稻種

24、子進(jìn)行發(fā)芽計(jì)數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如表2-3、表2-4、表2-5所示。表2-3 發(fā)芽數(shù)統(tǒng)計(jì)-隆安優(yōu)1號（第5天）條件各重復(fù)組號發(fā)芽數(shù)平均發(fā)芽率（%）標(biāo)準(zhǔn)偏差發(fā)芽提高率（%）123對照（CK）808387交流 15 kV30 s9188888960 s868583120 s848281240 s828787對照CK848888負(fù)直流 15 kV30 s93888860 s909484120 s849085240 s86918788表2-4 發(fā)芽數(shù)統(tǒng)計(jì)-隆安優(yōu)8號（第5天）條件各重復(fù)組號發(fā)芽數(shù)平均發(fā)芽率（%）標(biāo)準(zhǔn)偏差發(fā)芽提高率（%）123對照（CK）848489交流 15 kV30 s86878960 s9

25、08992120 s849287240 s909385對照CK919493負(fù)直流 15 kV30 s9089888960 s929593120 s95939193240 s879388表2-5 發(fā)芽數(shù)統(tǒng)計(jì)-協(xié)332（第5天）條件各重復(fù)組號發(fā)芽數(shù)平均發(fā)芽率（%）標(biāo)準(zhǔn)偏差發(fā)芽提高率（%）123對照（CK）708691交流 15 kV30 s80807860 s869083120 s86837782240 s8383810對照CK888292負(fù)直流 15 kV30 s888589060 s798392120 s9190843.79240 s748390 幼苗苗高的測量記錄根據(jù)中對農(nóng)作物種子的發(fā)芽技術(shù)

26、規(guī)定可知，在第15天對各品種水稻幼苗生長高度進(jìn)行苗高測量。測量時(shí)考慮到工作量和工作時(shí)間的限制，采用隨機(jī)抽取的方法測量其中10株幼苗的生長高度值作為分析參考數(shù)據(jù)。記錄數(shù)據(jù)如附表1、表2、表3所示，各品種的苗高提高率對比如表2-6所示。表2-6 各水稻品種苗高提高率對比（第15天）條件水稻品種隆安優(yōu)1號隆安優(yōu)8號協(xié)332平均苗高（mm）苗高提高率（%）平均苗高（mm）苗高提高率（%）平均苗高（mm）苗高提高率（%）對照（CK）129交流 15 kV30 s60 s120 s240 s114.1對照CK負(fù)直流 15 kV30 s60 s120 s240 s試驗(yàn)結(jié)果分析對表2-3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得圖2

27、-2和圖2-3。由圖2-2和圖2-3可看出經(jīng)過高壓電場處理30 s的隆安優(yōu)1號水稻種子的發(fā)芽率可提高6.84%（AC）和3.46%（-DC），且其顯著性水平為=0.1、=0.25；隨著處理時(shí)間變長，較短時(shí)間處理的水稻種子的發(fā)芽率會有所下降。對表2-4中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得圖2-4和圖2-5。由圖2-4和圖2-5可看出經(jīng)過交流高壓電場處理60 s的隆安優(yōu)8號水稻種子的發(fā)芽率可提高5.44%，且其顯著性水平為=0.1；負(fù)直流處理效果無顯著性差異，其他處理時(shí)間的效果差一點(diǎn)或有所下降。對表2-5中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得圖2-6和圖2-7。由圖2-6和圖2-7可看出經(jīng)過高壓電場處理的協(xié)332水稻種子的發(fā)芽率有的提

28、高，有的下降，且都無顯著性差異。對附表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得圖2-8和圖2-9。由圖2-8、圖2-9和表2-6可看出經(jīng)過高壓電場處理30 s的隆安優(yōu)1號水稻種子的幼苗生長高度可提高9.07%（AC）和15.33%（-DC），且其顯著性水平為=0.15、=0.05；隨著處理時(shí)間變長，較短時(shí)間處理的水稻種子的幼苗生長高度會有所下降。其結(jié)果與發(fā)芽率保持規(guī)律一致性。對附表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得圖2-10和圖2-11。由圖2-10、圖2-11和表2-6可看出經(jīng)過高壓電場短時(shí)間（30 s或60 s）處理的隆安優(yōu)8號水稻種子的幼苗生長高度可提高10.26%（AC）和16.03%（-DC），且其顯著性水平為=0.

29、25、=0.05；隨著處理時(shí)間變長，較短時(shí)間處理的水稻種子的幼苗生長高度會有所下降。但結(jié)果與發(fā)芽率規(guī)律不一致。對附表3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得圖2-12和圖2-13。由圖2-12、圖2-13和表2-6可看出經(jīng)過高壓電場處理的協(xié)332水稻種子的幼苗生長高度可提高15.31%（AC）和16.77%（-DC），且其顯著性水平為=0.15、=0.05；但結(jié)果與發(fā)芽率規(guī)律不一致。綜上所得結(jié)論，隆安優(yōu)1號水稻種子的發(fā)芽率與幼苗生長高度的規(guī)律具有一致性，且都有一定的顯著性差異，便于最優(yōu)參數(shù)的選擇，故確定隆安優(yōu)1號為以后的試驗(yàn)品種。結(jié)合附圖4、圖5和圖6可得：經(jīng)過高壓電場處理的隆安優(yōu)1號水稻種子在發(fā)芽率和幼苗生長高

30、度方面存在顯著差異，其中短時(shí)間（30 s）處理效果要優(yōu)于長時(shí)間處理。因此可以認(rèn)為，在經(jīng)過短時(shí)間高壓靜電場處理的水稻種子所長成的幼苗體內(nèi)，積極進(jìn)行含氮化合物的合成，礦質(zhì)元素參與許多生理過程17，因此處理組幼苗在代謝上比對照活躍，有利于生長素合成18，促使其生長優(yōu)于對照。長時(shí)間高壓靜電場處理的水稻種子無論是對發(fā)芽率的影響還是對發(fā)芽后的幼苗生長高度的促進(jìn)或抑制作用不穩(wěn)定也不明顯，也許他們存在某種關(guān)系。這種關(guān)系和許多文獻(xiàn)中提到的長時(shí)間高壓靜電場處理使種子失去活性，直至死亡，試驗(yàn)中并沒有觀察出來，還有待于進(jìn)一步地試驗(yàn)與研究。根據(jù)以上有限的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果得出：場強(qiáng)為300 kV/m的高壓靜電場處理隆安

31、優(yōu)1號水稻種子的最優(yōu)時(shí)間初步定為30 s。3 介電分選對種子的影響3.1 介電分選的作用機(jī)理介電分選技術(shù)最早應(yīng)用于選礦業(yè)，后來才應(yīng)用與種子分選中16。種子的內(nèi)部生化結(jié)構(gòu)要比單純的礦石復(fù)雜。通常情況下，種子是由種皮、胚及胚乳三部分組成。不同種質(zhì)種子，內(nèi)含化學(xué)成分不同，種子的電學(xué)特性（如電導(dǎo)率、介電常數(shù)、膜電容及極化特性等）均有差異，因而種子在靜電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡不同。據(jù)此原理借助于合理的分選裝置構(gòu)造出合理的電磁場來放大這種差異達(dá)到分選不同活力、含水量的種子，除去破碎種子、雜質(zhì)的目的，可明顯提高種子純度15。本次實(shí)驗(yàn)中的介電分選裝置仍采用雙繞線圈筒式工作機(jī)構(gòu)，工作時(shí)，在重力、電場力、摩擦力、支承反力

32、及離心力的共同作用下，介電特性和機(jī)械特性不同的籽粒脫離線圈時(shí)的位置是不同的，由此得以分級3.2 介電分選的研究進(jìn)展國外的種子介電分選技術(shù)比我國起步早的多。自從1928年，Hihbard提出電導(dǎo)法測定種子活力，1967年，Perry等證明了種子的生活力與電導(dǎo)率呈負(fù)相關(guān)，前蘇聯(lián)科學(xué)家Tarushkin(Bntapymknh)等人在60年代提出種子介電分選思想后，對于這項(xiàng)技術(shù)的理論研究及相關(guān)領(lǐng)域的探索人們一直方興未艾?？得舻热送ㄟ^對滾筒式精選機(jī)的試驗(yàn)表明，靜電選種后的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢以及最終產(chǎn)量均有較大提高14。姜學(xué)東等人通過自行研制的5JDJ型介電式種子分選機(jī)對小麥的試驗(yàn)研究找到各級別間差異最大

33、的分選參數(shù)組合，即最優(yōu)參數(shù)組合是：分選電壓為1780V，分選滾筒轉(zhuǎn)速為 r/min13。4 種子介電分選的試驗(yàn)研究4.1 試驗(yàn)材料山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供的均勻飽滿的、經(jīng)過電場處理后效果規(guī)律一致的隆安優(yōu)1號陳水稻種子。試驗(yàn)方法按要求對種子進(jìn)行分選分級處理，對分級后的種子進(jìn)行發(fā)芽及生長試驗(yàn)。分級后的種子首先在30 恒溫浴鍋內(nèi)浸泡3個(gè)小時(shí)消除硬實(shí)，然后充分混合后手工隨機(jī)選擇100粒作為一次重復(fù)，采用紙上紙床法（）置與發(fā)芽盒中在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院種子幼苗培養(yǎng)室（編號：02091、專利號：962391794）內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽與生長試驗(yàn)，每種情況分別做2次或3次重復(fù)試驗(yàn)，取其平均值與設(shè)置的對照組（CK）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)

34、對比，對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后得出結(jié)論。試驗(yàn)條件電壓形式S：直流（DC）試驗(yàn)電壓V：3 kV、4 kV、5 kV、6 kV、7 kV、8 kV滾筒轉(zhuǎn)速n：20 r/min培養(yǎng)室條件：25恒溫（）、125%HR恒濕、持續(xù)光照4.4 試驗(yàn)裝置試驗(yàn)中所用到的儀器設(shè)備，如表4-1所示。表4-1 試驗(yàn)儀器設(shè)備設(shè)備名稱型號生產(chǎn)廠家備注晶體管直流穩(wěn)壓電源JWY45型濟(jì)南無線電二廠直流高壓電源ZGDII型東南大學(xué)物理系+050kV調(diào)壓變壓器TDGC淄博市博山調(diào)壓器廠0250 V介電式種子精選機(jī)5JDA型山東農(nóng)業(yè)大學(xué)泰山建筑機(jī)械廠 研制n=3高壓測量器FRC100北京豐源高壓電器廠DC:0.005 kV AC:0.

35、01 kV電子天平TC6K型常熟雙杰測試儀器廠d=0.1 g種子幼苗培養(yǎng)室ZMX18沈陽市自動(dòng)化儀表研究所05020 m3隆安優(yōu)1號水稻種子分選試驗(yàn)裝置如附圖7所示。水稻種子分選后的發(fā)芽試驗(yàn)研究 水稻種子分選后各等級的重量隆安優(yōu)1號水稻種子經(jīng)過各分選電壓分選后，由電子天平稱得的三個(gè)等級的重量及各等級所占的重量百分比如表4-2所示。表4-2 分選后的各等級的重量百分比條件各等級重量(g)總重量(g)各等級所占百分比(%)條件各等級重量(g)總重量(g)各等級所占百分比(%)分選電壓3 kV級分選電壓6 kV級級級級18級4 kV級7 kV級級級級級5 kV級8 kV級82級級9級級 發(fā)芽數(shù)的計(jì)數(shù)

36、統(tǒng)計(jì)根據(jù)中對農(nóng)作物種子的發(fā)芽技術(shù)規(guī)定可知，在第5天對隆安優(yōu)1號水稻種子進(jìn)行發(fā)芽計(jì)數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如表4-3所示。表4-3 介電分選后隆安優(yōu)1號的發(fā)芽數(shù)統(tǒng)計(jì)（第5天）條件各重復(fù)組號的發(fā)芽數(shù)平均發(fā)芽率（%）標(biāo)準(zhǔn)偏差發(fā)芽提高率（%）123對照（CK）89828786分選電壓3 kV級93908689.67級778581級858285844 kV級90869289.33級8677級7987748085 kV級858890級888687級728580796 kV級888786871級8586級8883867 kV級918588883級8889級798087828 kV級918491級846876級86828

37、2幼苗苗高的測量記錄根據(jù)中對農(nóng)作物種子的發(fā)芽技術(shù)規(guī)定可知，在第15天對隆安優(yōu)1號水稻幼苗生長高度進(jìn)行苗高測量。測量時(shí)考慮到工作量和工作時(shí)間的限制，采用隨機(jī)抽取的方法測量其中10株幼苗的生長高度值作為分析參考數(shù)據(jù)。記錄數(shù)據(jù)如表4-4所示。表4-4 介電分選后隆安優(yōu)1號的苗高測量值（第15天）條件苗高測量值（mm）平均苗高（mm）標(biāo)準(zhǔn)偏差苗高提高率（%）12345678910對照（CK）123122108131141121120122143131分選電壓3 kV122146137136143152116128154134141143113111103114127961121321071011021

38、2199116123108108934 kV1211271351511521661401341421361011151161321411081451091511531311211301161251101341351111415 kV1311561261121121281341561361381311351411031271401451271391281151321421361579912311711212906 kV165139137135134155136153132119121164170141122164116144169129144135128112123122115114119106

39、1207 kV1361601541361381581471261481691531661221261261371191471261341161701481521231571381361161358 kV116144135151149138145128139173172124133165133141134148156145131144169141132136158125158134試驗(yàn)結(jié)果分析對表4-3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得圖4-1。對表4-4中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得圖4-2。由圖4-1、圖4-2，結(jié)合附圖8、圖9可以看出低分選電壓的分選效果最好，即級種子的發(fā)芽率和幼苗生長高度都好于對照組（CK）、級和級

40、則正好相反，且在0.1水平上有顯著性差異；高分選電壓的分選效果差一點(diǎn)。這樣就可以初步得出：滾筒轉(zhuǎn)速為20 r/min時(shí)對隆安優(yōu)1號水稻種子的最優(yōu)分選電壓為3 kV。5處理與分選的結(jié)合試驗(yàn)試驗(yàn)方法在介電分選試驗(yàn)中，雖然高分選電壓的分選效果差一點(diǎn)，但是幼苗的生長情況要優(yōu)于低分選電壓和對照組（CK），這也變相證明了高電壓對種子生長有促進(jìn)作用。參照高壓電場處理試驗(yàn)就可以利用低電壓分選與高電壓處理對隆安優(yōu)1號水稻種子進(jìn)行綜合處理，得到最優(yōu)質(zhì)的種子。根據(jù)高壓電場處理試驗(yàn)和介電分選試驗(yàn)的結(jié)果分析可確定試驗(yàn)方案為：電場處理參數(shù)：場強(qiáng)（AC/-DC）為300 kV/m、處理時(shí)間為30 s介電分選參數(shù)：滾筒轉(zhuǎn)速為

41、20 r/min、分選電壓為3 kV試驗(yàn)處理順序：電場處理與介電分選先后順序交替試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì).1隆安優(yōu)1號綜合處理后的各重量處理后的水稻種子的各等級的重量如表5-1所示。表5-1 隆安優(yōu)1號處理后的各等級的重量條件各等級重量(g)總重量(g)各等級所占百分比(%)3 kV介電分選級193級級交流15 kV處理30 s3 kV介電分選級3363級級負(fù)直流15 kV處理30 s3 kV介電分選級級10級3 kV介電分選后的各等級的百粒重如表5-2所示。表5-2 3 kV分選后各等級的百粒重條件對照（CK）3 kV介電分選級級級百粒重2.5 g2.63 g2.43 g2.35 g隆安優(yōu)1號的發(fā)芽數(shù)統(tǒng)

42、計(jì)根據(jù)中對農(nóng)作物種子的發(fā)芽技術(shù)規(guī)定與發(fā)芽指數(shù)的確定需要的數(shù)據(jù)可知，在前5天對隆安優(yōu)1號水稻種子進(jìn)行發(fā)芽計(jì)數(shù)，但是前2天沒有種子發(fā)芽，所以發(fā)芽計(jì)數(shù)從第3天開始到第5天即可，記錄數(shù)據(jù)及發(fā)芽指數(shù)如附表1所示，發(fā)芽數(shù)（第5天）的統(tǒng)計(jì)如表5-3所示。表5-3 綜合處理后隆安優(yōu)1號的發(fā)芽數(shù)統(tǒng)計(jì)條件重復(fù)組號發(fā)芽數(shù)平均發(fā)芽率（%）標(biāo)準(zhǔn)偏差發(fā)芽提高率（%）123對照（CK）7577797723 kV介電分選級只分選788383負(fù)直流15 kV處理30 s90898588交流15 kV處理30 s878686級只分選8073負(fù)直流15 kV處理30 s7979790交流15 kV處理30 s8384級只分選797

43、676770負(fù)直流15 kV處理30 s747273731交流15 kV處理30 s646850交流15 kV處理30 s只處理7685803 kV介電分選級918987892級8178級637367負(fù)直流15 kV處理30 s只處理7879783 kV介電分選級859285級7875級746677注：發(fā)芽率： 式中：為發(fā)芽總數(shù)；為種子數(shù)隆安優(yōu)1號的苗高測量統(tǒng)計(jì)根據(jù)中對農(nóng)作物種子的發(fā)芽技術(shù)規(guī)定可知，在第15天對隆安優(yōu)1號水稻幼苗生長高度進(jìn)行苗高測量。測量時(shí)考慮到工作量和工作時(shí)間的限制，采用隨機(jī)抽取的方法測量其中10株幼苗的生長高度值作為分析參考數(shù)據(jù)。記錄數(shù)據(jù)如附表2所示，活力指數(shù)如表5-4所示

44、。表5-4 綜合處理后隆安優(yōu)1號的活力指數(shù)條件平均苗高（mm）苗高提高率（%）標(biāo)準(zhǔn)偏差發(fā)芽指數(shù)活力指數(shù)（103）對照（CK）3 kV介電分選級只分選負(fù)直流15 kV處理30 s交流15 kV處理30 s級只分選負(fù)直流15 kV處理30 s交流15 kV處理30 s級只分選負(fù)直流15 kV處理30 s135交流15 kV處理30 s交流15 kV處理30 s只處理3 kV介電分選級級級負(fù)直流15 kV處理30 s只處理1523 kV介電分選級級級注：活力指數(shù)： 式中：為幼苗的平均高度結(jié)果分析由表5-1可看出高壓靜電場處理與介電分選處理的先后順序?qū)λ痉N子（隆安優(yōu)1號）各等級的分布影響無顯著性差異

45、；對表5-3、表5-4中的數(shù)據(jù)分析可得圖5-1、圖5-2，由兩表可看出綜合處理后級水稻種子的平均發(fā)芽率和幼苗平均生長高度提高了12.12%15.58%和14.08%25.51%，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)提高了18.28%21.8%和35.74%51.16%，且經(jīng)檢驗(yàn)在=0.05水平上存在顯著性差異；級種子的平均發(fā)芽率和幼苗平均生長高度與對照組（CK）對比分別提高了0.65%8.44%和7.92%9.57%，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)提高了%和%，且在=0.05水平上存在顯著性差異。故結(jié)合圖5-1、圖5-2可得出，對隆安優(yōu)1號水稻種子來說，高壓靜電場處理與介電分選處理的作用效果可以疊加，并且是先處理后分選比先

46、分選后處理的效果好，負(fù)直流電場處理和交流電場處理之間的效果無顯著性差異。6 結(jié)論(1)本文通過發(fā)芽對比試驗(yàn)分別證明了高壓靜電場處理與介電分選處理對水稻種子發(fā)芽率和幼苗生長高度的影響效果，并找到各自的最優(yōu)處理參數(shù)-場強(qiáng)為300 kV/m時(shí)最優(yōu)處理時(shí)間為30 s；滾筒轉(zhuǎn)速為20 r/min時(shí)最優(yōu)分選電壓為3 kV。(2)根據(jù)預(yù)備試驗(yàn)把高壓靜電場處理與介電分選處理結(jié)合，利用各自的最優(yōu)參數(shù)配合對選出的隆安優(yōu)1號水稻種子進(jìn)行綜合處理，并做發(fā)芽對比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明綜合處理后級種子的平均發(fā)芽率和幼苗平均生長高度與對照組（CK）對比分別提高了12.12%15.58%和14.08%25.51%，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)提高了18.28%21.8%和35.74%51.16%，且在=水平上存在顯著性差異。因此，綜合處理效果遠(yuǎn)優(yōu)于二者單獨(dú)處理效果。參考文獻(xiàn)1 葉常豐等. 種子學(xué).1994. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社.2王清元，盧貴忠，余繼文，趙玉清. 高壓靜電處理水稻種子的試驗(yàn)研究. 農(nóng)機(jī)化研究.2004,5(3): 157-159.3 張邁.種子靜電處理研究.種子科技