等离子体是物质的第四态。在电子、材料、环境等方面已得到广泛的应用,而在农业上的应用起步较晚。大连理工大学在上世纪80年代用离子注入方法处理种子,并对种子早期的生物效应进行了一些探讨。中科院等离子体所应用离子注入技术在杀菌、品种改良及转基因方面取得了一定的经济效益。 作物基因表达一方面受到遗传基因的控制,另一方面,环境中的生物与非生物因素对基因表达也起到重要的调节作用。一般情况下,大多数基因处于沉默状态而不表达。通过一定方式的外界刺激,激发基因表达,促进作物生长,提高抗逆性能,是提高作物产量一条新的技术途径。各种外界环境对作物的刺激效应都是通过改变作物体内的各种物质代谢和能量代谢过程来实现的,作物的一些生理指标的变化在一定程度能够反映外界因素对作物的作用效果。磁化弧光等离子体中所包含的臭氧、强紫外光、激发态的氧、自由基、磁场等在适当强度下能促进种子发芽、幼苗生长,增强抗逆性,减轻病虫害,从而达到增产目的。本文通过磁化弧光等离子体处理小麦、番茄和大豆种子,从形态指标、种子活力与产量相关的指标、幼苗抗旱性及杀菌等方面进行了研究,主要结果如下: 1.磁化弧光等离子体对小麦、番茄、大豆三种作物具有明显的刺激效应。可以促进种子发芽和幼苗生长,小麦的分蘖数明显增加,产量提高10.51%-19.73%;番茄产量增加最多可达20.7%,主要通过每株果实个数的增加来提高产量;大豆产量提高9.36%-16.99%,豆荚数量增多是主要的增产因素。 2.不同作物之间最佳处理剂量有不同规律。大豆和番茄的最佳处理剂量存在一定的阈值,番茄最佳范围在1.0-1.5A,最佳点在1.5A。大豆在1.0-2.5A之间都有明显的效应,是一个较宽的范围,最佳范围在2.0-2.5A。小麦最佳剂量存在两个峰值,分别为1.0A和2.0A。同一种作物不同品种之间的最佳剂量也存在较大差异,POD同工酶对环境的变化较敏感,用这一指标对三种作物不同品种的剂量进行了筛选,不同品种之间的POD同工酶谱表现出较大差异。 从呼吸、能量和酶活性的角度对筛选的剂量进行证实,几个指标随剂量的变化趋势与形态指标基本一致,有趣的是根系和叶片对不同处理剂量的刺激表现出的敏感度也有差别。 3.磁化弧光等离子体能够提高幼苗的抗旱能力。在PEG 6000胁迫的条件下,处理后的小麦和番茄幼苗中SOD和POD活性明显增强,MDA含量降低,表明磁化弧光等离子体能有效增加幼苗中抗氧化酶系统活性,幼苗抗旱能力增强。 4.物理因子对生物的刺激效应与其诱导生物体内产生的自由基浓度有关。芝麻种