农业机械化及其自动化-谭树迎-水稻种子高压电场处理与介电分选的试验研究

1、. . 装装订订线. . . 山东农业大学毕 业 论 文题目：题目：水稻种子高压电场处理与介电分选的试验研究水稻种子高压电场处理与介电分选的试验研究 院 部 机械与电子工程学 专业班级 零四级农机二班 届 次 二零零八届 学生姓名 谭树迎 学 号 2004070204 指导教师 李法德（教授） 二O 八 年 六 月 十 日目录摘要摘要 .I IAbstractAbstract .IIII引言引言 .1 11 1 高压电场对种子活力的影响高压电场对种子活力的影响 .1 11.1 高压电场的生物学效应.11.2 高压电场对种子的作用机理.21.3 种子高压电场处理的研究进展.22 2 种子电场处理

2、的试验研究种子电场处理的试验研究 .2 22.1 试验材料.22.2 试验方法.32.3 试验条件.32.4 试验装置.32.4.1 负直流高压电场处理的试验设备与装置.32.4.2 交流高压电场处理的试验设备与装置.42.5 水稻种子经处理后的发芽试验研究.42.5.1 发芽数的计数统计.42.5.2 幼苗苗高的测量记录.62.5.3 试验结果分析.63 3 介电分选对种子的影响介电分选对种子的影响 .12123.1 介电分选的作用机理.123.2 介电分选的研究进展.124 4 种子介电分选的试验研究种子介电分选的试验研究 .13134.1 试验材料.134.2 试验方法.134.3 试验

3、条件.134.4 试验装置.134.5 水稻种子分选后的发芽试验研究.144.5.1 水稻种子分选后各等级的重量.144.5.2 发芽数的计数统计.144.5.3 幼苗苗高的测量记录.154.5.4 试验结果分析.165 5 处理与分选的结合试验处理与分选的结合试验.17175.1 试验方法.175.2 试验数据统计.175.2.1 隆安优 1 号综合处理后的各重量.175.2.2 隆安优 1 号的发芽数统计.175.2.3 隆安优 1 号的苗高测量统计.185.3 结果分析.196 6 结论结论 .2121参考文献参考文献 .2222致谢致谢 .2323附录附录 .2424ContentsA

4、bstractIIntroduction11 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 electric

5、field processing to seed2 2.1 Experiment material2 2.2 Testing method3 2.3 Test condition3 2.4 Test equipment3 2.4.1 Test equipment and equipment of negative DC high voltage electric field processing3 2.4.2 Test equipment and equipment of AC high voltage electric field processing4 2.5 Germination te

6、st research of disposal to paddy rice seed4 2.5.1 Counting statistics of germination number4 2.5.2 Survey record of seedling height6 2.5.3 Analysis of test result63 Influence of dielectric separation to seed13 3.1 Action mechanism of dielectric separation13 3.2 Research development of dielectric sep

7、aration134 Experimental study of dielectric separation to 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 seed14 4.5.1 Various ranks weight of paddy rice seed separation14 4.5.2 Counting statisti

8、cs of germination number154.5.3 Survey record of seedling height164.5.4 Analysis of test result175 Union experiment of processing and grading18 5.1 Testing method18 5.2 Statistics of tentative data18 5.2.1 Various weights of Longanyou 1 to synthesis processing18 5.2.2 Counting statistics of Longanyo

9、u 1s germination number185.2.3 Survey record of Longanyou 1s seedling height19 5.3 Results analyzing206 Conclusion22References23Acknowledgement24Appendix25水稻种子高压电场处理与介电分选的试验研究水稻种子高压电场处理与介电分选的试验研究作者：谭树迎，指导教师：李法德 （山东农业大学 教授）【摘要摘要】本研究首先用高压电场（场强为 300 kV/m）对三个品种（隆安优 1 号、隆安优 8 号、协 332）的陈水稻种子进行了处理（处理时间为 30

10、 s、60 s、120 s、240 s）并做了发芽对比试验，根据试验结果从中选出规律一致性比较好的品种（隆安优 1 号）和确定出最理想的处理时间为 30 s；然后对该品种进行介电分选处理试验确定出最佳分选电压（滚筒转速为 20 r/min 时，分选电压为 3 kV） 。最后选用得到的最优参数配合对隆安优 1 号进行综合处理，并做发芽对比试验，结果表明综合处理后级种子的平均发芽率和幼苗平均生长高度与对照组（CK）对比分别提高了 12.12%15.58%和 14.08%25.51%，发芽指数和活力指数提高了18.28%21.8%和 35.74%51.16%，且在=0.05 水平上存在显著性差异。关

11、键词：关键词：高压电场 水稻种子 介电分选 发芽试验Experimental and Study on High Voltage Electric Field Processing and Dielectric Separating to Rice SeedsAuthor：Tan Shuying，Supervisor：Li Fade（Professor of Shandong Agriculture University）AbstractAbstract This research first used the high-pressured electric field (field inte

12、nsity is 300 kV/m) to three varieties of the old paddy rice seed (Longanyou 1, Longanyou 8, xie 332) has carried on processing (process time is 30 s, 60 s, 120 s, 240 s) and does the germinated trial to comparatived, selected the rule uniformity quite good variety according to the test results (Long

13、anyou 1) and determined the most ideal process time was 30 s; Then carries on the dielectric separation processing experiment to this 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 coordinati

14、on which obtains to Longanyou 1 to carry on synthesis processing, and does the germinates trial to comparatived, after finally indicates synthesis processing, The first level seeds average germination percentage and the seedling grew equally height and contrasting the control group (CK) enhanced 12.

15、12%15.58% and 14.08%25.51% separately, germinated the index and the vitality index enhanced 18.28%21.8% and 35.74%51.16%, and At the 0.05 level, the population means are significantly different.Keywords: high voltage electric field; paddy rice seed;dielectric separation; germination test引言引言种子是农业生产中

16、最基本的特殊生产资料，是农业发展的基础和先导。根据中华人民共和国国家标准-农作物种子检验规程发芽试验（GB/T 3543.4-1995）可知，种子的发芽率和幼苗生长高度为主要检验指标。种子发芽率以及幼苗生长高度对衡量种子质量均有十分重要的影响。随着我国农业和种业的不断发展，种植业朝着机械化作业方向迈进；伴随着数字农业和精细农业的不断推广，种子的质量越来越受到人们的广泛重视。高活力的种子用于生产，可抵抗不良生长环境的胁迫，达到早苗、全苗、齐苗和健苗的目的，节省播种及耕种费用，为丰产奠定基础1。高活力的种子也是数字农业和精细农业推广应用所必备的前提条件。近年来，随着精密播种机械的大量使用，提高种子

17、活力的方法日益得到重视。利用高压静电场处理种子是诸多种子处理方法中的一种。由于高压静电电源存在结构简单、成本低廉等优点，已引起了越来越多的人们关注高压静电场的效应问题，且已见到许多关于静电场对植物生长发育影响的报告。利用高压静电场处理种子，可改变种子内部结构，提高种子的发芽率，加速种子萌发，早出苗、多出苗，促进幼苗生长，增强抗病力，且早熟高产8，9。国内有关地区和部门采用高压静电场处理种子，坚持多年，取得了较好的增产效果4。水稻种子在采用了高压静电场处理后，其发芽率和幼苗生长高度得到提高；水稻种子在经过介电分选可挑选出高活力、发育完整的种子。既然二种处理方法对种子都存在积极的方面，为什么不把二

18、者结合对种子进行处理达到更好的效果？本文通过发芽对比试验找到二者参数的最优配合，为处理种子的方法应用于农业生产提供一些依据。1 1 高压电场对种子活力的影响高压电场对种子活力的影响1.11.1 高压电场的生物学效应高压电场的生物学效应高压电场可以影响生物膜结构和酶的活性。生物膜（特别是细胞膜）是植物体内进行各种生化反应的主要场所，是物质与能量转换的枢纽和生命活动的中心，许多与生物代谢相关的酶都定位于膜上6。静电场可以通过库仑力相互作用对膜脂质的极性端产生作用，引起脂质极性端侧向移动，使烃链弯曲，进而影响到膜的流动性51.21.2 高压电场对种子的作用机理高压电场对种子的作用机理种子是作物个体生

19、长发育的一个特定阶段,由受精的胚珠发育而成.虽然不同作物种子的形状、大小、颜色等存在着明显的差异,但基本结构都是一致的,一般由胚、胚乳和种皮三部分组成,有的甚至只有胚和种皮两部分,使得整粒种子呈现明显的分层性.各层均由具有选择性吸收特性的生物膜分隔,各层内所含物质的化学成分、密度和介电常数差异较大,一般成熟干燥种子的各部分处于脱水状态,含水量约 5%20%之间,此时原生质处于凝胶状态,并且内层的含水量和密度大于外层11。静电场作用有利于种子体内 ATP 合成，促进酶的活化和生长。静电场产生的电位差引起细胞内外物质扩散，提高扩散通量，有利于种子吸水吸肥，提早萌发和生长3；高压静电场空气击穿产生

20、NO、NO2和臭氧，与水反应生成亚硝酸和硝酸，腐蚀种子外壳，促进种子萌发，同时臭氧的杀菌能力使种子很少发生黑穗头病15。静电处理能诱导或启动种子生物体内携带的某种信息,促使一定的反应发生而激活种子的内部潜力,使种子内的水分离解,基本营养物质迅速溶解,其淀粉酶、过氧化物酶、脱氧酶的活力有显著提高;因为淀粉酶活力的提高表示了糖酵解效率增强;脱氧酶活力的提高反映了呼吸强度的增强,可产生更多供生命活动所需的能量;酶的活性的提高意味着生物体内新陈代谢能力的增强。所以静电处理加速了种子细胞动力学过程和种子营养物质的吸收,增强植物生长发育能力,加快种子的萌发,产生出苗多和幼苗生长健壮的效果10。1.31.3

21、 种子高压电场处理的研究进展种子高压电场处理的研究进展王清元等对水稻种子进行了高压静电处理，发现利用高压静电场处理种子可改变种子内部结构，加速种子细胞动力学过程，激活种子内部潜在能力，加快种子萌发，促进幼苗生长，达到提高产量的目的2。余登苑等对小青菜和番茄用每天加 7 h、10 kV 静电场和无静电场进行对照试验，结果表明：静电处理的小青菜(11 天后)和番茄(22 天后)的出苗率分别增加了33.4%和 30%，苗高分别增加 31.4%和 29.8%，产量分别增加 18.3%和 91.9%7。张本华等对 262 水稻种子进行 250 kV/m 的高压静电分别处理 1 min、5 min、10

22、min、15 min 后，分别进行发芽对照试验，结果表明：种子发芽率与不同处理时间关系比较清楚，在处理 10 min 的时候效果最好12。2 2 种子电场处理的试验研究种子电场处理的试验研究2.12.1 试验材料试验材料山东农业大学农学院提供的均匀饱满的隆安优 1 号、隆安优 8 号、协 332 三个品种的陈水稻种子。它们的水分和百粒重如表 2-1 所示。表表 2-12-1 各水稻品种的水分和百粒重各水稻品种的水分和百粒重品种水分（%）百粒重（g）隆安优 1 号9.52.5隆安优 8 号9.22.2协 3329.52.512.22.2 试验方法试验方法 按要求对种子进行相应的处理，对处理过的种

23、子进行发芽及生长试验。处理后的种子首先在 30 恒温浴锅内浸泡 3 个小时消除硬实，然后充分混合后手工随机选择 100 粒作为一次重复，采用纸上纸床法（GB/T 3543.4-1995）置与发芽盒中在山东农业大学农学院种子幼苗培养室（编号：02091、专利号：962391794）内进行发芽与生长试验，每种情况分别做 3 次重复试验，取其平均值与设置的对照组（CK）进行统计对比，对统计数据进行分析后得出结论。2.32.3 试验条件试验条件电压形式 S：交流（AC） 、负直流（-DC）试验电压 V：15 kV （场强 E 为 300 kV/m）处理时间 t：30 s、60 s、120 s、240

24、s培养室条件：25 恒温（GB/T 3543.4-1995） 、125%HR 恒湿、持续光照2.42.4 试验装置试验装置2.4.12.4.1 负直流高压电场处理的试验设备与装置负直流高压电场处理的试验设备与装置试验中所用到的仪器设备，如表 2-2 所示。表表 2-22-2 试验仪器试验仪器设备名称型号生产厂家备注交流试验变压器YDJ50 型北京互感器厂050 kV高压测量器FRC100北京丰源高压电器厂DC:0.005 kV AC:0.01 kV高压电场发生装置（附图 1）山东农业大学d=0.5cm高压硅堆2DGL（附图 2）18 kV n=4种子幼苗培养室ZMX18沈阳市自动化仪表研究所0

25、50 20 m3精密电子天平JJ1000 型常熟双杰测试仪器厂d=0.01g本次试验所用试验装置示意图如图 2-1 所示。该装置主要由高压发生装置和高压静电场产生装置等组成。其中交流试验变压器可产生 050 kV 的交流电压，高压硅锥可将交流高压转变为需要的负直流高压。静电场产生装置的锯齿尖端距不锈钢钢板 5 cm，这样就可根据所需要的场强调节交流试验变压器，由高压测量器确定所需试验电压。2.4.22.4.2 交流高压电场处理的试验设备与装置交流高压电场处理的试验设备与装置试验中所需要的仪器设备与负直流高压静电处理中的试验设备基本相同，只是不需要高压硅堆的作用，即在表 2-2 中去掉高压硅堆就

26、是该试验所需要的仪器设备。同样，试验装置示意图如图 2-1 中去掉虚框中的部分即附图 3 所示。2.52.5 水稻种子经处理后的发芽试验研究水稻种子经处理后的发芽试验研究 对水稻种子置床后，开始保持加盖状态以免水分的蒸发。试验过程中每天观察一次，要适当补水、对发霉种子进行清洗和对腐烂种子进行剔除处理。根据实际情况，当幼苗高度达到发芽盒高度即盒盖影响幼苗的生长时，去除盒盖，开盖后及时补水，一天中早晚各一次。种子发芽或生长到达相应的天数后对所需数据进行统计记录，之后对数据进行分析处理得出结论。1 交流试验变压器 2 高压硅锥 3 高压测量器 4 锯齿网 5 绝缘支架 6 不锈钢钢板 7 水稻种子图

27、图 2-12-1 种子高压电场处理的装置示意图种子高压电场处理的装置示意图12345672.5.12.5.1 发芽数的计数统计发芽数的计数统计根据 GB/T 3543.4-1995 中对农作物种子的发芽技术规定可知，在第 5 天对各品种水稻种子进行发芽计数，记录数据如表 2-3、表 2-4、表 2-5 所示。表表 2-32-3 发芽数统计发芽数统计- -隆安优隆安优 1 1 号（第号（第 5 5 天）天）各重复组号发芽数条件123平均发芽率（%）标准偏差发芽提高率（%）对照（CK）80838783.333.5130 s918888891.736.8460 s86858384.671.531.6

28、4120 s84828182.331.53-1.16交流 15 kV240 s82878785.332.892.44对照CK84888886.672.3130 s93888889.672.893.4660 s90948489.335.033.07120 s84908586.333.21-0.39负直流 15 kV240 s869187882.651.53表表 2-42-4 发芽数统计发芽数统计- -隆安优隆安优 8 8 号（第号（第 5 5 天）天）各重复组号发芽数条件123平均发芽率（%）标准偏差发芽提高率（%）对照（CK）84848985.672.8930 s86878987.331.53

29、1.9460 s90899290.331.535.44120 s84928787.674.042.33交流 15 kV240 s90938589.334.044.28对照CK91949392.671.5330 s908988891.00-3.9660 s92959393.331.530.72120 s959391932.000.36负直流 15 kV240 s87938889.333.21-3.6表表 2-52-5 发芽数统计发芽数统计- -协协 332332（第（第 5 5 天）天）各重复组号发芽数条件123平均发芽率（%）标准偏差发芽提高率（%）对照（CK）70869182.3310.97

30、30 s80807879.331.15-3.6460 s86908386.333.514.86120 s868377824.58-0.4交流 15 kV240 s83838182.331.150对照CK88829287.335.0330 s88858987.332.080负直流 15 kV60 s79839284.676.66-3.05120 s91908488.333.791.15240 s74839082.338.02-5.722.5.22.5.2 幼苗苗高的测量记录幼苗苗高的测量记录根据 GB/T 3543.4-1995 中对农作物种子的发芽技术规定可知，在第 15 天对各品种水稻幼苗生

31、长高度进行苗高测量。测量时考虑到工作量和工作时间的限制，采用随机抽取的方法测量其中 10 株幼苗的生长高度值作为分析参考数据。记录数据如附表 1、表 2、表 3 所示，各品种的苗高提高率对比如表 2-6 所示。表表 2-62-6 各水稻品种苗高提高率对比（第各水稻品种苗高提高率对比（第 1515 天）天）水稻品种隆安优 1 号隆安优 8 号协 332条件平均苗高（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（%）对照（CK）129100.4104.530 s140.79.07110.710.26117.612.5460 s124.6-3.41105.14.6

32、8120.515.31120 s121.2-6.0593.6-6.77100.9-3.44交流 15 kV240 s134.24.03100.3-0.10114.19.19对照CK109.6114.896.630 s126.415.33131.914.90108.912.7360 s108.4-1.09133.216.03102.56.11120 s119.59.03124.48.36112.816.77负直流 15 kV240 s110.40.73121.86.1097.81.242.5.32.5.3 试验结果分析试验结果分析对表 2-3 中的数据进行分析得图 2-2 和图 2-3。由图 2

33、-2 和图 2-3 可看出经过高压电场处理 30 s 的隆安优 1 号水稻种子的发芽率可提高 6.84%（AC）和 3.46%（-DC） ，且其显著性水平为=0.1、=0.25；随着处理时间变长，较短时间处理的水稻种子的发芽率会ACDC有所下降。对表 2-4 中的数据进行分析得图 2-4 和图 2-5。由图 2-4 和图 2-5 可看出经过交流高压电场处理 60 s 的隆安优 8 号水稻种子的发芽率可提高 5.44%，且其显著性水平为=0.1；负直流处理效果无显著性差AC异，其他处理时间的效果差一点或有所下降。对表 2-5 中的数据进行分析得图 2-6 和图 2-7。由图 2-6 和图 2-7

34、 可看出经过高压电场处理的协 332 水稻种子的发芽率有的提高，有的下降，且都无显著性差异。对附表 1 中的数据进行分析得图 2-8 和图 2-9。由图 2-8、图 2-9 和表 2-6 可看出经过高压电场处理 30 s 的隆安优 1 号水稻种子的幼苗生长高度可提高 9.07%（AC）和 15.33%（-DC） ，且其显著性水平为=0.15、=0.05；随着处理时间变长，较短时间处理的水稻种子的幼苗生ACDC长高度会有所下降。其结果与发芽率保持规律一致性。对附表 2 中的数据进行分析得图 2-10 和图 2-11。由图 2-10、图 2-11 和表 2-6 可看出经过高压电场短时间（30 s

35、或 60 s）处理的隆安优 8 号水稻种子的幼苗生长高度可提高 10.26%（AC）和 16.03%（-DC） ，且其显著性水平为=0.25、=0.05；随着处理时间变长，较短时间处理的ACDC水稻种子的幼苗生长高度会有所下降。但结果与发芽率规律不一致。对附表 3 中的数据进行分析得图 2-12 和图 2-13。由图 2-12、图 2-13 和表 2-6 可看出经过高压电场处理的协 332 水稻种子的幼苗生长高度可提高 15.31%（AC）和 16.77%（-DC） ，且其显著性水平为=0.15、AC=0.05；但结果与发芽率规律不一致。DC综上所得结论，隆安优 1 号水稻种子的发芽率与幼苗生

36、长高度的规律具有一致性，且都有一定的显著性差异，便于最优参数的选择，故确定隆安优 1 号为以后的试验品种。结合附图 4、图 5 和图 6 可得：经过高压电场处理的隆安优 1 号水稻种子在发芽率和幼苗生长高度方面存在显著差异，其中短时间（30 s）处理效果要优于长时间处理。因此可以认为，在经过短时间高压静电场处理的水稻种子所长成的幼苗体内，积极进行含氮化合物的合成，矿质元素参与许多生理过程17，因此处理组幼苗在代谢上比对照活跃，有利于生长素合成18，促使其生长优于对照。长时间高压静电场处理的水稻种子无论是对发芽率的影响还是对发芽后的幼苗生长高度的促进或抑制作用不稳定也不明显，也许他们存在某种关系

37、。这种关系和许多文献中提到的长时间高压静电场处理使种子失去活性，直至死亡，试验中并没有观察出来，还有待于进一步地试验与研究。根据以上有限的试验数据及分析结果得出：场强为 300 kV/m 的高压静电场处理隆安优 1 号水稻种子的最优时间初步定为 30 s。3 3 介电分选对种子的影响介电分选对种子的影响3.13.1 介电分选的作用机理介电分选的作用机理介电分选技术最早应用于选矿业，后来才应用与种子分选中16。种子的内部生化结构要比单纯的矿石复杂。通常情况下，种子是由种皮、胚及胚乳三部分组成。不同种质种子，内含化学成分不同，种子的电学特性（如电导率、介电常数、膜电容及极化特性等）均有差异，因而种

38、子在静电场中的运动轨迹不同。据此原理借助于合理的分选装置构造出合理的电磁场来放大这种差异达到分选不同活力、含水量的种子，除去破碎种子、杂质的目的，可明显提高种子纯度15。本次实验中的介电分选装置仍采用双绕线圈筒式工作机构，工作时，在重力、电场力、摩擦力、支承反力及离心力的共同作用下，介电特性和机械特性不同的籽粒脱离线圈时的位置是不同的，由此得以分级3.23.2 介电分选的研究进展介电分选的研究进展国外的种子介电分选技术比我国起步早的多。自从 1928 年，Hihbard 提出电导法测定种子活力，1967 年，Perry 等证明了种子的生活力与电导率呈负相关，前苏联科学家 Tarushkin(B

39、ntapymknh)等人在 60 年代提出种子介电分选思想后，对于这项技术的理论研究及相关领域的探索人们一直方兴未艾。康敏等人通过对滚筒式精选机的试验表明，静电选种后的种子发芽率、发芽势以及最终产量均有较大提高14。姜学东等人通过自行研制的5JDJ0.2型介电式种子分选机对小麦的试验研究找到各级别间差异最大的分选参数组合，即最优参数组合是：分选电压为1780 V，分选滚筒转速为22.2 r/min13。4 4 种子介电分选的试验研究种子介电分选的试验研究4.14.1 试验材料试验材料山东农业大学农学院提供的均匀饱满的、经过电场处理后效果规律一致的隆安优 1 号陈水稻种子。4.24.2 试验方法

40、试验方法按要求对种子进行分选分级处理，对分级后的种子进行发芽及生长试验。分级后的种子首先在 30 恒温浴锅内浸泡 3 个小时消除硬实，然后充分混合后手工随机选择 100 粒作为一次重复，采用纸上纸床法（GB/T 3543.4-1995）置与发芽盒中在山东农业大学农学院种子幼苗培养室（编号：02091、专利号：962391794）内进行发芽与生长试验，每种情况分别做 2 次或 3 次重复试验，取其平均值与设置的对照组（CK）进行统计对比，对统计数据进行分析后得出结论。4.34.3 试验条件试验条件电压形式 S：直流（DC）试验电压 V：3 kV、4 kV、5 kV、6 kV、7 kV、8 kV滚

41、筒转速 n：20 r/min培养室条件：25 恒温（GB/T 3543.4-1995） 、125%HR 恒湿、持续光照4.44.4 试验装置试验装置试验中所用到的仪器设备，如表 4-1 所示。表表 4-14-1 试验仪器设备试验仪器设备设备名称型号生产厂家备注晶体管直流稳压电源JWY45 型济南无线电二厂直流高压电源ZGDII 型东南大学物理系+050 kV调压变压器TDGC5/0.5 型淄博市博山调压器厂0250 V介电式种子精选机5JDA 型山东农业大学泰山建筑机械厂 研制n=3高压测量器FRC100北京丰源高压电器厂DC:0.005 kV AC:0.01 kV电子天平TC6K 型常熟双杰

42、测试仪器厂d=0.1 g种子幼苗培养室ZMX18沈阳市自动化仪表研究所050 20 m3隆安优 1 号水稻种子分选试验装置如附图 7 所示。4.54.5 水稻种子分选后的发芽试验研究水稻种子分选后的发芽试验研究4.5.14.5.1 水稻种子分选后各等级的重量水稻种子分选后各等级的重量隆安优 1 号水稻种子经过各分选电压分选后，由电子天平称得的三个等级的重量及各等级所占的重量百分比如表 4-2 所示。表表 4-24-2 分选后的各等级的重量百分比分选后的各等级的重量百分比条件各等级重量(g)总重量(g)各等级所占百分比(%)条件各等级重量(g)总重量(g)各等级所占百分比(%)级50.965.8

43、5级58.558.04级8.410.87级11.111.013 kV级1877.323.296 kV级31.2100.830.95级48.658.41级33.651.38级10.212.26级7.611.624 kV级24.483.229.337 kV级24.265.437.00级31.355.01级46.556.71级7.312.83级910.98分选电压5 kV级18.356.932.16分选电压8 kV级26.58232.324.5.24.5.2 发芽数的计数统计发芽数的计数统计根据 GB/T 3543.4-1995 中对农作物种子的发芽技术规定可知，在第 5 天对隆安优 1 号水稻种子

44、进行发芽计数，记录数据如表 4-3 所示。表表 4-34-3 介电分选后隆安优介电分选后隆安优 1 1 号的发芽数统计（第号的发芽数统计（第 5 天）天）各重复组号的发芽数条件123平均发芽率（%）标准偏差发芽提高率（%）对照（CK）898287863.61级93908689.673.514.26级7785815.66-5.813 kV级858285841.73-2.33级90869289.333.063.88级867781.56.36-5.234 kV级798774806.56-6.98级85889087.672.521.94级8886871.411.165 kV级728580796.56-

45、8.14级8887868711.16级858685.50.71-0.58分选电压6 kV级88838685.672.52-0.39级9185888832.33级888988.50.712.917 kV级798087824.36-4.65级91849188.674.043.1级84687611.31-11.638 kV级86828283.332.31-3.14.5.34.5.3 幼苗苗高的测量记录幼苗苗高的测量记录根据 GB/T 3543.4-1995 中对农作物种子的发芽技术规定可知，在第 15 天对隆安优 1 号水稻幼苗生长高度进行苗高测量。测量时考虑到工作量和工作时间的限制，采用随机抽取的

46、方法测量其中 10 株幼苗的生长高度值作为分析参考数据。记录数据如表 4-4 所示。表表 4-44-4 介电分选后隆安优介电分选后隆安优 1 1 号的苗高测量值（第号的苗高测量值（第 15 天）天）苗高测量值（mm）条件12345678910平均苗高（mm）标准偏差苗高提高率（%）对照（CK）123122108131141121120122143131126.210.49122146137136143152116128154134136.812.428.414114311311110311412796112132119.215.82-5.553 kV1071011021219911612310

47、810893107.89.72-14.6121127135151152166140134142136140.413.1311.25101115116132141108145109151153127.119.500.714 kV131121130116125110134135111141125.410.62-0.63131156126112112128134156136138132.915.105.31131135141103127140145127139128131.611.924.285 kV11513214213615799123117112129126.216.6601651391371

48、35134155136153132119140.513.3711.3312116417014112216411614416912914421.4314.16 kV135128112123122115114119106120119.48.30-5.39136160154136138158147126148169147.213.2816.64153166122126126137119147126134135.615.277.457 kV116170148152123157138136116135139.117.8710.22116144135151149138145128139173141.815

49、.0912.36172124133165133141134148156145145.115.3714.98分选电压8 kV131144169141132136158125158134142.814.3413.154.5.44.5.4 试验结果分析试验结果分析对表 4-3 中的数据进行分析得图 4-1。对表 4-4 中的数据进行分析得图 4-2。由图 4-1、图 4-2，结合附图 8、图 9 可以看出低分选电压的分选效果最好，即级种子的发芽率和幼苗生长高度都好于对照组（CK） 、级和级则正好相反，且在 0.1 水平上有显著性差异；高分选电压的分选效果差一点。这样就可以初步得出：滚筒转速为 20

50、r/min 时对隆安优 1 号水稻种子的最优分选电压为 3 kV。5 5 处理与分选的结合试验处理与分选的结合试验5.15.1 试验方法试验方法在介电分选试验中，虽然高分选电压的分选效果差一点，但是幼苗的生长情况要优于低分选电压和对照组（CK） ，这也变相证明了高电压对种子生长有促进作用。参照高压电场处理试验就可以利用低电压分选与高电压处理对隆安优 1 号水稻种子进行综合处理，得到最优质的种子。根据高压电场处理试验和介电分选试验的结果分析可确定试验方案为：电场处理参数：场强（AC/-DC）为 300 kV/m、处理时间为 30 s介电分选参数：滚筒转速为 20 r/min、分选电压为 3 kV

51、试验处理顺序：电场处理与介电分选先后顺序交替5.25.2 试验数据统计试验数据统计5.2.15.2.1 隆安优隆安优 1 1 号综合处理后的各重量号综合处理后的各重量处理后的水稻种子的各等级的重量如表 5-1 所示。表表 5-15-1 隆安优隆安优 1 1 号处理后的各等级的重量号处理后的各等级的重量条件各等级重量(g)总重量(g)各等级所占百分比(%)级98.350.93级23.512.183 kV 介电分选级71.219336.89级3352.38级7.411.75交流 15 kV处理 30 s3 kV 介电分选级22.66335.87级33.148.53级1014.66负直流 15 kV

52、 处理 30 s3 kV 介电分选级25.168.236.813 kV 介电分选后的各等级的百粒重如表 5-2 所示。表表 5-25-2 3 3 kVkV 分选后各等级的百粒重分选后各等级的百粒重3 kV 介电分选条件对照（CK）级级级百粒重2.5 g2.63 g2.43 g2.35 g5.2.25.2.2 隆安优隆安优 1 1 号的发芽数统计号的发芽数统计根据 GB/T 3543.4-1995 中对农作物种子的发芽技术规定与发芽指数的确定需要的数据可知，在前 5 天对隆安优 1 号水稻种子进行发芽计数，但是前 2 天没有种子发芽，所以发芽计数从第 3 天开始到第 5 天即可，记录数据及发芽指

53、数如附表 1 所示，发芽数（第 5 天）的统计如表 5-3 所示。表表 5-35-3 综合处理后隆安优综合处理后隆安优 1 1 号的发芽数统计号的发芽数统计重复组号发芽数条件123平均发芽率（%）标准偏差发芽提高率（%）对照（CK）757779772只分选78838381.332.895.63负直流 15 kV 处理 30 s908985882.6514.29级交流 15 kV处理 30 s87868686.330.5812.12只分选807376.54.95-0.65负直流 15 kV 处理 30 s79797902.6级交流 15 kV处理 30 s838483.50.718.44只分选7

54、97676771.730负直流 15 kV 处理 30 s747273731-5.193 kV 介电分选级交流 15 kV处理 30 s64685060.679.45-21.21只处理76858080.334.514.33级91898789215.58级817879.52.123.25交流 15 kV 处理30 s3 kV 介电分选级63736767.675.03-12.12只处理78797878.330.581.73级85928587.334.0413.42级787576.52.12-0.65负直流15 kV 处理 30 s3 kV 介电分选级74667772.335.69-6.06注：发芽

55、率： 式中：为发芽总数；为种子数100%GN GN5.2.35.2.3 隆安优隆安优 1 1 号的苗高测量统计号的苗高测量统计根据 GB/T 3543.4-1995 中对农作物种子的发芽技术规定可知，在第 15 天对隆安优 1 号水稻幼苗生长高度进行苗高测量。测量时考虑到工作量和工作时间的限制，采用随机抽取的方法测量其中 10 株幼苗的生长高度值作为分析参考数据。记录数据如附表 2 所示，活力指数如表 5-4 所示。表表 5-45-4 综合处理后隆安优综合处理后隆安优 1 1 号的活力指数号的活力指数条件平均苗高（mm）苗高提高率（%）标准偏差发芽指数活力指数（103）对照（CK）132.11

56、3.8955.467.33只分选158.0019.6112.6158.359.22负直流 15 kV处理 30 s150.714.0810.9866.049.95级交流 15 kV处理 30 s165.525.2813.4865.610.86只分选137.13.7916.4757.187.84负直流 15 kV处理 30 s144.69.4612.3859.598.62级交流 15 kV处理 30 s149.913.4710.1763.879.57只分选145.910.4517.6056.158.19负直流 15 kV处理 30 s1352.2015.5454.137.313 kV 介电分选级

57、交流 15 kV处理 30 s148.912.7213.7743.86.52只处理155.117.4123.160.099.32级163.523.7718.9167.5511.04级144.99.6916.1160.98.82交流 15 kV 处理30 s3 kV 介电分选级147.411.5819.4851.897.65只处理15215.0611.9559.319.02级165.825.5125.3366.8311.08级135.92.8816.4058.267.92负直流15 kV 处理 30 s3 kV 介电分选级139.45.5312.3753.37.43注：活力指数： 式中：为幼苗的

58、平均高度iiVGSS5.35.3 结果分析结果分析由表 5-1 可看出高压静电场处理与介电分选处理的先后顺序对水稻种子（隆安优 1 号）各等级的分布影响无显著性差异；对表 5-3、表 5-4 中的数据分析可得图 5-1、图 5-2，由两表可看出综合处理后级水稻种子的平均发芽率和幼苗平均生长高度提高了 12.12%15.58%和 14.08%25.51%，发芽指数和活力指数提高了18.28%21.8%和 35.74%51.16%，且经检验在=0.05 水平上存在显著性差异；级种子的平均发芽率和幼苗平均生长高度与对照组（CK）对比分别提高了0.65%8.44%和 7.92%9.57%，发芽指数和活

59、力指数提高了 5.05%15.16%和 8.05%30.56%，且在=0.05 水平上存在显著性差异。故结合图 5-1、图 5-2 可得出，对隆安优 1 号水稻种子来说，高压静电场处理与介电分选处理的作用效果可以叠加，并且是先处理后分选比先分选后处理的效果好，负直流电场处理和交流电场处理之间的效果无显著性差异。6 6 结论结论(1)本文通过发芽对比试验分别证明了高压静电场处理与介电分选处理对水稻种子发芽率和幼苗生长高度的影响效果，并找到各自的最优处理参数-场强为 300 kV/m 时最优处理时间为 30 s；滚筒转速为 20 r/min 时最优分选电压为 3 kV。(2)根据预备试验把高压静电

60、场处理与介电分选处理结合，利用各自的最优参数配合对选出的隆安优 1 号水稻种子进行综合处理，并做发芽对比试验，试验结果表明综合处理后级种子的平均发芽率和幼苗平均生长高度与对照组（CK）对比分别提高了 12.12%15.58%和 14.08%25.51%，发芽指数和活力指数提高了18.28%21.8%和 35.74%51.16%，且在=0.05 水平上存在显著性差异。因此，综合处理效果远优于二者单独处理效果。参考文献参考文献1 叶常丰等. 种子学. 1994. 北京: 中国农业出版社.2 王清元，卢贵忠，余继文，赵玉清. 高压静电处理水稻种子的试验研究. 农机化研究. 2004, 5(3): 1