鄒宏宇 侯喜林

低溫等離子體在實(shí)際作用時(shí)可分為直接作用和間接作用。直接作用即使低溫等離子體直接在被處理物質(zhì)的表面安全無害地發(fā)揮作用。由于等離子體的低溫特性，即使作用于對熱比較敏感的物質(zhì)也不會(huì)造成損害[1]。間接作用即以水作為媒介，將等離子體作用于被處理物質(zhì)。通過射頻等離子體發(fā)生裝置直接在水中或者水的表面進(jìn)行放電，在水中激發(fā)活性物質(zhì)[2]，或者將裝置產(chǎn)生的等離子體經(jīng)空氣擴(kuò)散至水中，激發(fā)一系列動(dòng)態(tài)的化學(xué)反應(yīng)從而激發(fā)活性物質(zhì)，經(jīng)此處理得到的液體即為等離子體活性水（Plasma Active Water，PAW），或者稱為等離子體處理水。

為了進(jìn)一步探究等離子體活性水對不結(jié)球白菜種子及幼苗的影響，本試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)了不同品種不結(jié)球白菜種子經(jīng)等離子體活性水處理后的出苗勢和出苗率；測定了施用等離子體活性水后，不結(jié)球白菜幼苗株高、最大葉長、最大葉寬、單株質(zhì)量等生長指標(biāo)以及根系活力，為不結(jié)球白菜的安全增產(chǎn)、高效種植提供一定的理論參考和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地點(diǎn)為南京蘇曼等離子工程研究院有限公司。參試的不結(jié)球白菜品種黃玫瑰以及黑塌菜種子由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)白菜系統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供。

所用的等離子體活性水由射頻等離子體發(fā)生器處理普通自來水所得，水中含有活性氮（RNS）、活性氧等活性成分。該儀器由南京蘇曼等離子工程科技有限公司生產(chǎn)，型號為PG-1000Z/D。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2021年9月25日，將黑塌菜和黃玫瑰種子分別播于72孔穴盤中，每孔播1粒種子。育苗基質(zhì)為網(wǎng)購，泥炭土、珍珠巖、緩釋有效肥比例為6∶2∶2。2個(gè)品種分別用普通自來水和等離子體活性水處理，每個(gè)穴盤作為1個(gè)重復(fù)，每個(gè)處理重復(fù)4次。從種子播后至幼苗出土前每2 d澆1次水，幼苗出土至成熟期視情況每2～3 d澆1次水。使用噴壺均勻噴灑，每個(gè)重復(fù)澆水5 L。育苗大棚內(nèi)溫度為20℃，采光方式為日光。將黑塌菜的普通自來水和等離子體活性水處理分別記為A0、A1，黃玫瑰則分別記為B0、B1。

1.3 試驗(yàn)方法

①出苗參數(shù)測定 將每個(gè)處理播種的種子總數(shù)記為T，第3天出苗的種子數(shù)記為T3，第7天（終期）出苗的種子數(shù)記為T7。

a.出苗勢。種子出苗勢（%）=T3/T×100。

b.出苗率。種子出苗率（%）=T7/T×100。

②生長指標(biāo)測定 播種后20 d，每個(gè)處理分別隨機(jī)采收10株幼苗，用于指標(biāo)測定。將采收的測定樣本去除爛葉，清潔干凈，吸干水分。用直尺測量每株的株高，即植株根莖部到頂部的距離，最大葉長即葉柄根部到葉片頂部的最大距離，最大葉寬即葉片垂直于葉柄的最大距離，取平均值；去除根系，地上部分質(zhì)量使用天平測定，取平均值，為單株質(zhì)量。

③根系活力測定 幼苗生長至20 d時(shí)，每處理采集10株生長狀況良好的植株，去掉地上部分，保留地下部分，采用萘胺微板法測定[3]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel軟件和SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 等離子體活性水對不結(jié)球白菜出苗勢和出苗率的影響

等離子體活性水處理影響不結(jié)球白菜的出苗。如表1所示，利用等離子體活性水處理后，黑塌菜出苗勢由79.59%提高至93.47%，差異顯著，增幅接近15個(gè)百分點(diǎn)；出苗率由97.46%提高到98.35%，但差異不顯著。

表1 等離子體活性水對黑塌菜出苗勢和出苗率的影響 %

表2可知，黃玫瑰種子經(jīng)等離子體活性水處理后，出苗勢也有較大幅度的提升，由81.71%提高至94.62%，B1比B0高13個(gè)百分點(diǎn)左右，差異顯著；出苗率由98.25%提高至98.38%，B0、B1的出苗率都在98%以上，差異不顯著。

黃玫瑰對照組（B0）出苗情況

表2 等離子體活性水對黃玫瑰出苗勢和出苗率的影響%

可見，等離子體活性水處理顯著提高了2種不結(jié)球白菜的出苗勢，加快了種子的萌發(fā)，但對出苗率沒有顯著影響。

2.2 等離子體活性水對不結(jié)球白菜幼苗生長發(fā)育的影響

等離子體活性水處理影響幼苗的生長，幼苗的生長狀態(tài)又會(huì)對作物發(fā)育期的長勢產(chǎn)生影響，幼苗越健壯，長勢越好，產(chǎn)量也會(huì)相應(yīng)提高。由表3可知，對于黑塌菜而言，經(jīng)過等離子體活性水處理后，株高由8.21 cm提高至10.02 cm，最大葉長由4.95 cm提高到6.32 cm，最大葉寬由3.55 cm提高為4.89 cm，單株質(zhì)量由1.73 g提高至2.32 g，增幅分別為22.05%、27.68%、37.75%、34.10%，差異均顯著。

表3 等離子體活性水對黑塌菜幼苗生長發(fā)育及根系活力的影響

根據(jù)表4可知，等離子體活性水處理后，黃玫瑰幼苗的株高由9.14 cm提升至10.77 cm，增幅為17.83%，最大葉長由5.41 cm提高為6.79 cm，最大葉寬由3.77 cm提高到4.32 cm，增幅分別為25.51%和14.59%，單株質(zhì)量由2.03 g提高至3.14 g，增幅為54.68%，差異顯著。

表4 等離子體活性水對黃玫瑰幼苗生長發(fā)育及根系活力的影響

2.3 等離子體活性水對不結(jié)球白菜幼苗根系活力的影響

黃玫瑰處理組（B1）出苗情況

表3和表4所示，經(jīng)等離子體活性水處理后，黑塌菜和黃玫瑰幼苗的根系活力都有所提升。黑塌菜的的根系活力由79.59μg·g-1·h-1升為93.47μg·g-1·h-1，提升了17.44%；黃玫瑰的根系活力由68.15μg·g-1·h-1提高為94.32μg·g-1·h-1，提升了38.40%，差異均顯著。

3 討論與結(jié)論

種子萌發(fā)作為一個(gè)復(fù)雜的過程，對作物整個(gè)生長周期都具有非常重要的影響。種子萌發(fā)直接決定幼苗后期的生長發(fā)育能力。種子質(zhì)量在這個(gè)環(huán)節(jié)中至關(guān)重要，其優(yōu)劣主要通過出苗勢和出苗率的高低反映出來。在出苗率一致的情況下，種子的生命力、活力與出苗勢成正相關(guān)。出苗勢影響種子出苗的整齊程度，出苗勢高，出苗整齊，幼苗長勢一致，反之則幼苗生長參差不齊。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)等離子體活性水處理后，2個(gè)不結(jié)球白菜品種的出苗勢都有了較為顯著的提升。原因可能為以下3點(diǎn)：首先，等離子體活性水中含有的活性氮具有微弱的腐蝕性，在一定程度上對種皮產(chǎn)生了腐蝕作用，使得種皮的通透性增大，促進(jìn)了種子在萌發(fā)過程中對水分和營養(yǎng)成分的有效吸收；同時(shí)，活性氮能為種子萌發(fā)提供養(yǎng)分（活性氮中的氮元素能夠被種子捕獲和吸附，從而提高種子中的氮含量，為種子萌發(fā)提供養(yǎng)分）。其次，等離子體活性水中的活性氧能夠分解產(chǎn)生氧氣，促進(jìn)種子的萌發(fā)。再次，等離子體活性水中含有的活性物質(zhì)能夠影響植物激素的合成和代謝。ABA是抑制種子萌發(fā)的植物激素，H2O2可以直接或間接作用于種子，抑制ABA的產(chǎn)生和運(yùn)輸；NO通過細(xì)胞膜的擴(kuò)散參與ABA的代謝或GA的合成，從而促進(jìn)種子萌發(fā)。

等離子體活性水處理顯著提高了2種不結(jié)球白菜的出苗勢，為后續(xù)的生長發(fā)育打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。等離子體活性水處理的幼苗生長狀況普遍優(yōu)于普通自來水處理，一方面是因?yàn)槌雒巛^為齊壯，另一方面是因?yàn)榈入x子體活性水中含有的活性氮為幼苗的生長發(fā)育提供更加充足的氮肥，使得處理組的幼苗更加健壯，葉片更長、更寬，單株質(zhì)量也有所增加，更有利于幼苗后期的生長。

眾所周知，植物地上部與地下部互相配合、協(xié)同合作共同完成植物良好的生長發(fā)育過程。通過對幼苗根系活力的測定可以發(fā)現(xiàn)，等離子體活性水處理幼苗的根系活力強(qiáng)于普通自來水處理。較強(qiáng)的根系活力有助于幼苗吸收等離子體活性水中的營養(yǎng)元素。

試驗(yàn)結(jié)果表明，等離子體活性水處理可以在一定程度上改善不結(jié)球白菜種子的萌發(fā)情況以及根系活力，有利于作物后期的生長發(fā)育。