摘要:摘要:本文系統闡述了近年來高壓靜電場技術在農業生產領域中的應用進展。主要包括高壓靜電場對植物種子萌發、生長發育、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:本文系統闡述了近年來高壓靜電場技術在農業生產領域中的應用進展。主要包括高壓靜電場對植物種子萌發、生長發育、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展趨勢并進行了展望。
關鍵詞:靜電技術;農業生產;應用

農產品生產和加工過程是農業工作的重要環節,如何提高農產品質量和產量是科學研究的重要措施,是促進我國農業產業結構調整、促進地方經濟發展的利器,同時也是實現農產品商品化、標準化、現代化的重要手段。在新的形勢下,如何搞好農產品生產、加工、提高質量和產量,確保農業生產安全和增產增收,成為我國農業生產加工者的一項新的課題。
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1對種子萌發及其活力的影響
1.1促進種子萌發以及活力的表現
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、活力表現、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,提高發芽率,促進根部快速長粗,使幼苗生長旺盛[2-7]。
1.2抑制種子萌發作用
靜電技術雖然具有促進種子萌發及活力作用,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,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及營養元素。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條件、葉片厚度、葉片單位面積的柵欄細胞數,每個細胞中的葉綠體數、葉綠體中的基粒數及基粒中的類囊體片層數均提高,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能與環保型干燥技術,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產品干燥加工產業升級發揮重要作用。
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吸水和幼苗根系活力的影響[J].貴州農業科學,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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