磁场对白杆萝卜芽苗菜生长的影响
时间：2023-01-24 13:45:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
唐 萍，李书敏
（连云港师范高等专科学校海洋港口学院，江苏连云港 222006）
作为一种农业物理技术，磁处理技术具有生理损伤小、简便易操作的特点[1]，在医学、农林、环保和生物工程等方面得到了广泛应用。磁处理技术可以产生多种生物学效应[2-5]：有时可以起到促进植物生长发育的作用；
有时对植物具有负生物学效应，可以抑制植物生长[6]。何铭章研究了磁场对玉米种子的影响，发现磁场可使玉米加快生长，并能增加叶面积[7]。Dhindsa RS 用一定强度的磁场处理烟草幼苗，发现其生长状况以及叶片中的酶活力都有明显的变化[8]。Ramalingam 等人发现，磁场能促进大豆玉米过氧化物酶活性[9]。李香勇等人发现，用适宜的磁场处理绿豆种子，可以产生应激反应，增加绿豆的抗胁迫性[10]。
芽苗菜是植物种子在适当条件下发育而成的幼嫩的苗、茎或芽，可以用来烹制菜肴。芽苗菜具有丰富的营养，因没有受到农药和激素的污染而被称为绿色食品。芽苗菜具有药用价值和保健功能，是经济价值较高的绿色食品[11-13]。作为一种新型蔬菜，芽苗菜利于消化吸收，又具抗氧化等多种功效，受到人们的追捧。白杆萝卜（Raphanus sativus L.）为十字花科萝卜属，具有下气消食、除痰润肺、解毒生津、增强机体免疫功能的功效。本实验以白杆萝卜种子为实验材料，用40 mT—80 mT 和80mT—100 mT 两种磁场强度，对实验组分别处理5 min、10 min、15 min，与未经磁场处理的对照组进行比较，分析不同磁场强度和处理时间下白杆萝卜的发芽率，芽苗的茎长、茎重和多酚氧化酶（PPO）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性，以期获得有助于提高白杆萝卜芽苗菜产量和品质的技术手段。
（一）实验仪器
电子天平，恒温水浴箱，752 N 型紫外分光光度计，Centrifuge 5804 R 型冷冻离心机，SXG 毫特斯拉计，100 mm×50 mm×10 mm 铷铁硼强磁铁。
（二）实验材料
将购于种子站的颗粒饱满的白杆萝卜种子浸泡、保湿至萌动，按每组50 粒设实验组，用40 mT—60 mT和80 mT—100 mT 的磁场强度分别处理5 min、10 min、15 min。另选50 粒设立对照组。各处理组分别放置在有适量湿润沙土的瓷盘中，在适宜的条件下进行萌发培养。每组设3 组重复。
（三）实验方法
培养3 天后统计发芽率，10 天后开始测量茎长、茎重。每组分别取茎2 g，加入适量缓冲液于冰浴条件下研磨，在4 ℃条件下，1 2000 r/min 离心20 min，收集上清液备用。
过氧化物酶（POD）活力、多酚氧化酶（PPO）活力、超氧化物歧化酶（SOD）活力的测量，分别采用氯化硝基氮蓝四唑光照还原法[14]、分光光度计法[15]、愈创木酚法[16]。
（一）磁场对白杆萝卜发芽率的影响
播种第3 天，统计白杆萝卜种子在不同磁场强度和处理时间下的发芽率（见表1）。表1 数据显示，经过磁场处理的白杆萝卜发芽率都高于对照组的发芽率；
在同一强度的磁场处理下，随着磁场作用时间的延长，发芽率呈现增加趋势；
经同样的处理时间，随着磁场强度的增加，发芽率也呈现增加趋势。其中，种子经40 mT—60 mT 的磁场处理15 min 的发芽率比处理5 min 的发芽率高出27%；
经在80 mT—100 mT 的磁场处理15 min 的发芽率比处理5 min 的发芽率高15%。与经40 mT—60 mT 的磁场处理的种子相比，经80 mT—100 mT 的磁场处理的种子发芽率在3 个处理时间分别高出17%、14%、5%。当以80 mT—100 mT的磁场处理15 min 时，种子发芽率最高。可见，实验采用的磁场强度能促进白杆萝卜种子的发芽。
表1 磁场对白杆萝卜发芽率的影响
（二）磁场对白杆萝卜幼苗茎长、茎重的影响
发芽后第10 天，测量白杆萝卜幼苗的茎长、茎重（见表2、表3）。从表2、表3 可以看出，实验组白杆萝卜幼苗的茎长和茎重都高于对照组。茎长和茎重的变化在40 mT—60 mT 和80 mT—100 mT 强度下的发展趋势相同；
随着磁场处理时间的延长，茎长、茎重增加的比例增大。相比于对照组，在40 mT—60 mT 的磁场中，实验组幼苗经处理5 min 时茎长为0.86 cm，经处理15 min 时茎长为1.39 cm；
经处理5 min 时茎重为0.064g，经处理15 min 时茎重为0.1258 g。在80 mT—100 mT 的磁场中，实验组幼苗经处理5 min 时茎长为0.76 cm，经处理15 min 时茎长为2.01 cm；
经处理5 min时茎重为0.0802 g，经处理15 min 时茎重为0.1556 g。可见，经80 mT—100 mT 磁场处理15 min 时，白杆萝卜幼苗的茎长、茎重达到最大值。
表2 磁场对白杆萝卜茎长的影响
表3 磁场对白杆萝卜茎重的影响
（三）磁场对白杆萝卜幼苗超氧化物歧化酶活力的影响
利用氯化硝基氮蓝四唑光照还原法检测SOD 活性，结果见图1。经过磁场处理的白杆萝卜幼苗的SOD 表现出应激性增加的特点。经40 mT—60 mT 的磁场处理5 min 的幼苗，其酶活性比未经处理的幼苗高80%。经80 mT—100 mT 的磁场处理5 min 的幼苗，其酶活性比未经处理的幼苗高67%。在同一磁场强度下，幼苗SOD 酶的活性随着时间的延长逐渐降低；
在相同的处理时间下，40 mT—60 mT 的磁场处理对幼苗SOD 活性的诱导值略高于80 mT—100 mT 磁场的诱导值。由此可见，白杆萝卜的SOD 活性对磁场反应较敏感，在40 mT—60 mT 的磁场强度下，5 min内即升至最高值。
图1 磁场对白杆萝卜SOD 酶活性的影响
（四）磁场对白杆萝卜幼苗多酚氧化酶活力的影响
利用分光光度计法对PPO 活性进行检测，结果见图2。在两个不同的磁场强度处理下，与对照组相比，实验组种子在处理5 min 时，其PPO 活性未见增加；
随着时间的延长，实验组PPO 活性都高于对照组。在40 mT—60 mT 的磁场中处理15 min，实验组PPO 活性比对照组高88%；
在80 mT—100 mT 的磁场中处理15 min，实验组PPO 活性比对照组高64%。两个实验组的测定数据表明，随着实验时间的延长，PPO 活性在不断增加。在40 mT—60 mT 的磁场强度下处理15 min，PPO 活性达到最大值。
图2 磁场对白杆萝卜PPO 酶活性的影响
（五）磁场对白杆萝卜幼苗过氧化物酶活力的影响
利用愈创木酚法测定POD 活性，结果见图3。在受到磁场作用后，实验组POD 活性都高于对照组，且在一定磁场强度条件下，POD 活性随着磁场处理时间的延长而增强。在40 mT—60 mT 的磁场中经3 个时长进行处理，实验组POD 活性比对照组分别高出25%、60%、96%。在80 mT—100 mT 的磁场中经3 个时长进行处理，实验组POD 活性分别比对照组高出26%、50%、98%。在80 mT—100 mT 的磁场强度下处理15 min，POD 活性上升幅度最大。
图3 磁场对白杆萝卜POD 酶活性的影响
（三）讨论
白杆萝卜的发芽率、幼苗茎重和茎长在磁场作用下都会增加。当磁场强度为80 mT—100 mT、处理时间为15min 时，三者均达到最大值。这可能是由于磁场处理活化了水分子，催化生物大分子特别是水解酶和氧化还原酶活性的增强，加强了种子萌发时蛋白质和淀粉的水解过程，使得代谢速率加快，种子的发芽势以及茎长、茎重都大幅度上升[17-18]。
SOD 酶对植物的抗氧化有重要作用，能够将氧自由基转化为过氧化氢，并解除自由基氧化体内的组成成分，从而避免给机体造成损害。在一定磁场强度的刺激下，白杆萝卜体内SOD 活性的应激性会增强。随着磁场作用时间的延长，SOD 活力会逐渐下降。在40 mT—60 mT 的磁场中作用5 min 内，SOD 活性上升至最高值。
POD 广泛存在于植物体中，是活性相对比较高的一种酶，能将过氧化氢还原，可以延缓衰老[19-20]。磁场也可以刺激白杆萝卜POD 活性，POD 活性也随着磁场处理时间的延长而增强。
PPO 是一类广泛存在于植物、动物和真菌中的金属蛋白酶。PPO 能把植物中的酚氧化成醌，可以抑制病菌的生长，有利于提高植物的存活率和抵抗病菌的侵害。适宜的磁场强度能对白杆萝卜的PPO 活性产生刺激，可以提高白杆萝卜幼苗对病菌的防御能力，提高其生存率[10]。实验表明，白杆萝卜幼苗PPO 在磁场作用下随着时间的延长，其活力也逐渐增大。
实验表明，白杆萝卜无论是发芽率、茎长、茎重，还是体内各种酶的活力，都会在磁场的作用下发生变化。其中，白杆萝卜的发芽率、茎长、茎重在磁场作用下呈增加的趋势；
POD 以及PPO 在相同磁场强度条件下，其活力会随着处理时间的变长而变大；
SOD 则延续表现出先上升后下降的趋势。将一定强度的磁场作用于白杆萝卜种子，可以增加芽苗菜的产量与营养价值。
