蔡翠萍

摘   要：种子电化学处理技术属于作物种子处理技术中的一种新的应用。目前，在农业方面主要是利用电化学处理技术作为种子处理的手段，对种子萌发生长过程的影响进行相应说明，具体讲述了电化学处理对种子的发芽率、酶活性、细胞膜的通透性、烂种和打破种子休眠等方面的生物效应，并指出电化学技术在种子处理方面的主要特点。

关键词：电化学;种子处理;萌发;影响

文章编号： 1005-2690（2018）12-0050-02       中图分类号： S351.1       文献标志码： A

种子的电化学处理技术是生物学和化学的交叉部分。电化学技术在化工方面应用广泛，尤其是在水处理方面有很大成效。在生物领域的研究主要是通过电磁效应对播种前的种子作物进行一定强度和一定时间的处理，从而改变细胞膜的通透性，进而加快种子的新陈代谢速度，使种子能够及时地排除自身有害物质，促进新物质的生成，提高农作物种子内部过氧化物酶、淀粉酶以及同工酶等多种酶的活性，并且促进相关离子加快进行酶的制造，从而促进种子的萌发生长，提高种子的活力。该项技术是目前处理种子萌发较为先进的技术[1]。

1   电化学处理种子的作用

1.1   提高种子的萌发率

一定数量种子萌发的多少，是对种子活力增强表现的一种重要的考量依据。一定要随机挑选种子，不能全部选择处于休眠期或者有明显发芽迹象的种子。经过电化学方法处理的小麦种子，在钠离子胁迫下其发芽率、发芽势和酶活性等生理指标均明显高于清水浸泡。其中，在相同浓度的NaCl胁迫下，相比于清水浸种和溶液浸种，电化学方法处理过的小麦种子的发芽势、发芽率、淀粉酶活性、过氧化物酶活性相比清水中没有处理过的种子具有很明显的提高。2010年，梁镇海等在其专利中提到利用电化学方法处理作物种子，能够达到提高作物种子发芽率的目的。综上所述，种子在经过电化学处理后，其发芽率有明显提升，且发芽速度相对于清水中的速度明显，经过电化學处理的植株根系更加发达，主根系变长、次根系数量增加，幼苗的生长更加旺盛，当植株的根部变得更加发达时，说明种子吸收养分的能力在增强，这样才能够给这些种子带来萌发所需要的养分。

1.2   防止种子腐烂

由于北方春季的气候变化比较剧烈，尤其是昼夜温差比较大，为了让种子的生育期变得更长，一定要最大限度地利用积温。对于一些早春作物，由于春季的低温以及微生物的作用，很容易造成烂种的现象。烂种不仅会造成种子本身的损失，也会引起播种后田间幼苗的不足，最终导致产量不高，给种植户带来经济上的损失。烂种现象在北方比较常见，一些有经验的农户会合理利用地窖储存种子，但是这种方法比较传统，极有可能因为地窖中的温度过高，造成种子无氧呼吸产生酒精，最终致使种子死亡。如果种子经过适当的电化学处理之后，种子的活力增强，能够提前1～2 d出苗，虽然种子的发芽率之前没有处理过的相比没有很大的改变，但是种子烂种现象得到明显控制，并且呈现下降趋势，完全达到了保苗发育的效果。这样就避免了北方春季因气候变化剧烈而产生的巨大温差因素，既挽回了种子的损失，又能够使种子的发芽率基本保持不变。

1.3   提高种子的通透性

电化学处理技术对种子细胞膜具有两方面的影响。一方面影响了农作物种子膜质的过氧化特性，进而提高了细胞膜的通透性，使细胞膜上的过氧化产物如丙二醛等的含量有所下降，起到加速农作物种子修复的效果;另一方面，电化学技术处理后的种子，能够使作物种子中细胞内各种游离态离子的含量增加，这些游离状态离子的进一步与种子细胞质结合，发生一定程度的氧化反应，从而达到提高细胞膜通透性的目的。这些影响都能起到提高种子细胞新陈代谢的作用，让种子更加具有活力，使其生命力变得更强[2]。作物种子中酶的合成，会引起细胞内蛋白质、相关的糖类有机物等一些无机物分子或者离子按一定顺序排列，从而提高生物膜的渗透性，增强酶的活性和细胞的活性，加快种子的新陈代谢。

1.4   提高酶的活性

电化学技术能够产生一定程度的电场和磁场效应，激发了农作物种子细胞内的脂质、糖类和蛋白质等各种极性和部分离子，使其能够进行一定顺序的规律排列，进而达到部分农作物种子细胞内部分酶活性的增加。经过这种电化学处理之后，农作物种子内的各个方面都有提高，进而促使农作物种子更好地萌发，为以后的生长发育打下了良好的营养基础。

农作物种子经过电化学处理之后，种子内的过氧化物酶 （POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、淀粉酶、过氧化氢酶 （CAT）、脱氢酶等很多种酶的活性提高，这些酶都对种子的生长有关键性的作用，有利于种子在萌发时的生长发育，能够使种子生长得更快。从经济角度来说，能够进一步增加种植者的收益，生长的植株会变得更加茁壮，当面对灾害的时候具有更强的抵抗能力。例如：在探究电化学处理对淀粉酶活力影响的试验中，在不同的处理条件下，小麦种子淀粉酶的活力不同，由试验可知，处理1 h与2 h的淀粉活力有着明显的提高，其中处理时间为2 h、有电压存在的淀粉酶，其活性明显比无电压组的酶活性要高，但是处理时间为1 h的并没有2 h的明显。由此可知，电化学处理在一定程度上会提高淀粉酶的活性。

2   通过电化学处理技术破坏种子的休眠期

2.1   多变量性

根据生物生理学相关方面的研究，当有一定的刺激时间和刺激强度才能引起生物反应。根据刺激时间和刺激强度的不同，进而引起的生物反应的刺激量不同。生物反应刺激量的计算方式是刺激时间与刺激强度的乘积[3]。在电化学的处理中，主要关注于电化学处理技术的电场和磁场效应，然后再分析生物反应刺激量的影响因素，合理调节电化学的作用强度和作用时间等。电场和磁场都具有相当复杂的内部场强效应，种子是一个相当复杂的生命结构，小小的身躯下潜藏着生长、发育等各方面的营养物质。并且种子本身也存在着自己的电场、磁场强度的变化，这些电场和磁场也容易受到外界环境的影响。所以说电化学处理技术是将多个参量作用于作物种子，其中包含物理、化学和生理生化的作用过程[4]。

2.2   临界值

同其他的事物一样，电化学处理也有一定的限度，随着电化学强度的改变，电化学技术能给作物种子的萌发处理带来很大帮助。比如适当电化学处理强度能够让种子提前萌发，且不会带来任何的作用效果。如果化学处理的强度过强，可能会造成种子发芽的迟缓，甚至会抑制种子的萌发生长，严重时导致死亡。由此看来，选择合适的电化学强度进行作物种子处理，才能够真正起到促进作物种子的萌发生长，反之则会抑制种子的萌发生长效果，甚至还有可能会杀死种子。

2.3   剂量的效应

剂量效应通常是指化学因素（或物理、生物因素）作用于生物体时的剂量，与个体出现特异性生物学效应的程度之间的关系。而文中所指的是电化学剂量是电化学的强度与相应的作用时间的乘积，主要与种子的萌发息息相关。当电化学强度一定时，影响种子萌发的就是电化学的作用时间，选择合适的电化学强度和适宜的时间，能够使种子的萌发生长达到种子本身最佳的效果。如果电化学处理后的种子还远不如没有处理过的种子，则说明此次的电化学作用效果起到了抑制的作用[5]。

3   总结

电化学处理手段是目前较为前沿的一种种子处理的手段，能够使作物种子的生命活力得到提高，发芽率得到提升，种子内与生长相关酶被激活，细胞膜的通透性提高，还能够防止烂种并且打破种子的休眠期。电化学技术在种子处理方面的应用前景较为广阔。虽然这种办法的操作比较复杂，对操作者的技术要求比较高，但是具有安全环保的特点，设备的使用自动化程度较高，并且成本能耗低，是一个值得大力推广的处理方法。

参考文献：

[ 1 ] 刘兰，刘继，张勇仓，等.濒危藏药材喜马拉雅紫茉莉组織培养初步研究[J].微量元素与健康研究，2018，35（02）：41-44.

[ 2 ] 殷明珠.拟南芥锌指蛋白ZAT18参与响应干旱胁迫机制的研究[D].武汉：中国科学院武汉植物园，2017.

[ 3 ] 陈蕾太.逆境条件下小麦种子活力与主要相关酶活性及其基因表达的关系[D].泰安：山东农业大学，2016.

[ 4 ] 赵艳军.浅谈电化学处理技术对种子萌发生长的影响[J].农业技术与装备，2015（04）：30-31，34.

[ 5 ] 王拉花.玉米秸秆发酵基质抑制种子萌发因素分析与改良[D].郑州：河南农业大学，2015.

（收稿日期：2018-11-12）