脉冲强磁场对小麦种子萌发及水稻纹枯菌影响的实验研究

摘要

种子处理和病虫害的防治是两种促进农业生产的重要措施。过去常用化学溶液处理种子起到提高发芽率的作用，在病虫害防治上现在还是以化学溶液为主。虽然化学溶液对于两者效果较好，但同时也给环境造成了污染。近些年来，利用磁处理方法进行处理作物种子和灭菌灭虫已经成为研究热点。经过磁场处理后的种子能够提高发芽率，增加产量。此外，人们通过磁场处理不同微生物，发现磁场可以抑制细菌、真菌的生长，以达到杀菌的功效。本研究主要探究脉冲磁场对于生物体的影响，在种子方面选取小麦种子，而在病虫害方面选取了水稻纹枯菌。主要的研究内容及结论如下: (1)分析了脉冲高强度磁场装置的主要电路基本构成和基本原理，运用实验室的仪器测量了线圈在竖直轴线位置不同点的脉冲磁场强度，绘制磁场强度在各个位置点的大小分布情况趋势图。估算了实验小室内的涡旋电场强度最大值，排除了涡旋电场对于试验材料的影响。此外，改变磁体线圈的放置环境，将磁体线圈一直放置在低温恒温箱中，这样连续进行脉冲磁场强度较大的试验时，可以一定程度缩短一次脉冲磁场试验与下次试验的间隔。脉冲强磁场装置为电容储能式，电压为3500V时，对应最高储能为64kJ，峰值磁场20.7T，半峰值点处的脉冲宽度5.2ms。 (2)脉冲强磁场的磁场强度在线圈中心孔孔内轴线方向上并非均匀分布。以正中心为原点，-22.5～22.5mm区域内产生的脉冲磁场，磁场强度大，但是梯度小，记作磁场M1。-47.5～-22.5mm和22.5～47.5mm区域内产生的脉冲磁场强度较中间区域略小，但是梯度大，记作磁场M2。在脉冲数为1的条件下，分别以电压值为700V、1400V、2100V、2800V、3500V时的磁场M1和M2处理陈小麦种子和人工老化种子。研究结果表明:脉冲高强度磁场装置产生的M1、M2型脉冲磁场处理人工老化小麦种子，能够显著提高种子的发芽势和发芽率;本脉冲磁场装置产生的脉冲磁场处理人工老化小麦种子，在电压值3500V时，磁场强度为15T，梯度为410T/m的脉冲磁场M2作用效果最好。相同电压下，脉冲磁场M2对于小麦种子萌发的影响要优于脉冲磁场M1。观察脉冲磁场装置处理人工老化小麦种子和陈小麦种子的效果时，共同发现在3500V时产生的M2型脉冲磁场（磁场强度为15T、梯度410T/m）处理效果最好。 (3)在脉冲数为1的条件下，分别以电压值为700V、1400V、2100V、2800V时的磁场M1和M2处理水稻纹枯菌的菌丝块。并且在700V、1400V、2100V、2800V时分区域一次用5个脉冲和10个脉冲处理，探究在不同脉冲磁场区域，脉冲数的变化对于菌丝块生长的影响。得出以下的结论:适当的脉冲磁场强度、脉冲数、梯度，能够促进水稻纹枯菌菌丝块的生长，在脉冲电压值为2100V，脉冲数为10的时候，脉冲磁场M1处理能促进水稻纹枯菌菌丝块的生长，但是其促进效果一般。在脉冲电压值为700V、2800V，脉冲数为10时，脉冲磁场M1、M2能抑制菌丝块的生长，但抑制幅度不大。在700V、2800V时，随着脉冲数的增加，脉冲磁场M1、M2对于水稻纹枯菌菌丝块的生长抑制率增加。总的来说，脉冲强磁场对于水稻纹枯菌菌丝块的生长没有一致的、显著的影响。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1课题的研究背景和意义

1．2国内外研究现状

1．2．1脉冲强磁场装置的研究发展现状

1．2．2磁场处理种子的研究进展概述

1．2．3脉冲磁场杀菌作用的研究进展概述

1．2．4磁场处理种子的作用机理和脉冲磁场杀菌的机理

1．3课题的研究内容及创新点

1．3．1课题的研究内容

1．3．2课题的主要创新点

第二章实验脉冲磁场装置

2．1电磁场基本理论

2．1．1麦克斯韦方程组

2．1．2磁场种类

2．2实验脉冲磁场发生装置

2．2．1装置工作原理

2．2．2磁场发生装置

2．2．3磁场的测量

2．3本章小结

第三章脉冲强磁场处理对于小麦种子萌发的影响

3．1材料与方法

3．1．1试验材料与仪器

3．1．2试验设计

3．1．3小麦种子萌发指标与方法

3．1．4种子浸出液电导率测定方法

3．1．5数据处理与分析

3．2脉冲磁场处理对小麦陈种子的影响

3．3脉冲磁场M1处理对老化小麦种子的影响

3．3．1对老化小麦种子萌发的影响

3．3．2对老化小麦种子浸出液电导率的影响

3．4脉冲磁场M2处理对老化小麦种子的影响

3．4．1对老化小麦种子萌发的影响

3．4．2对老化小麦种子浸出液电导率的影响

3．5．1对老化小麦种子萌发的影响的比较

3．5．2对老化小麦种子浸出液电导率的影响的比较

3．6讨论与分析

3．7本章小结

第四章脉冲强磁场处理对于水稻纹枯菌的影响

4．1材料与方法

4．1．1试验材料

4．1．2试验仪器

4．1．3试验方法

4．2脉冲磁场对于水稻纹枯菌的影响

4．2．1单脉冲条件下的影响

4．2．2多脉冲条件下的影响

4．3讨论与分析

4．4本章小结

第五章总结与猜想

5．1总结

5．2猜想

参考文献

致谢