張曉燕
(甘肅天水農業學校,甘肅 天水 741400)
辣椒種子老化過程中的生理生化變化研究
張曉燕
(甘肅天水農業學校,甘肅 天水 741400)
對種子老化的研究有助于我國農業的發展進步。我國是辣椒種植產業大國,對外出口以及消耗所需的產量都非常巨大,為了提高產量而降低生產成本,實現更高效種植,對辣椒種子的研究勢在必行。
辣椒種子;生理變化;種子活力;人工老化
辣椒口味獨特、營養豐富,吃法也非常多樣化,深受廣大人民群眾的喜愛。在辣椒被推上了中國人的餐桌后,對辣椒的市場要求也在不斷提高。如何能更高效地種出辣椒而減少生產時所帶來的損失,就成了一個問題。因為辣椒對種子的質量要求非常苛刻,所以就導致種子的貯藏和生產成為了一個新的挑戰。辣椒種子會因地區的不同而導致儲存時間的不同,一般來說,在溫熱且潮濕的南方,最多只能保存一年左右,反之在空氣干燥且溫度偏冷的北方,則可以保存2~3年之久。如何使種子長期保存并保持活性度,是目前可以提高辣椒產量的重要項目之一。
衰老是種子成熟后的一個必要過程。種子的活性逐漸降低,整個的過程被稱作種子的老化。種子老化是植物種子的一種普遍現象,存在于大多數植物種子當中,辣椒種子也不例外,也存在老化現象。目前我國對其他植物的種子老化研究比較深刻,但是在辣椒領域還有些許欠缺。種子老化現象的出現,往往是因為種子內部的變化所導致的。這些變化主要包括生理生化和細胞結構的改變。種子的這些內部變化就是種子老化的主要原因,也是導致種子活性質量和產量低的罪魁禍首。但是如何解決和阻止種子的內部變換,仍舊是一個亟待解決的難題。
種子的生理變化指的是種子在萌芽狀態中所出現的老化現象,主要體現在種子對周圍環境的適應性下降,生長速度明顯低于活性高的辣椒種子,種子的顏色也會出現一些變化。以上現象的出現,往往意味著種子已經出現了老化問題,這種變化主要體現在生理上,所以也稱作生理變化現象[1]。
種子在生化過程中發生的變化原因比較多,主要體現在種子內部酶活性的喪失、合成能力以及植物種子的呼吸作用發生改變。
酶對種子來說是至關重要的,種子在萌發之前自身還無法創造有機物,只能通過酶來分解自身的有機物,以增添儲備能量用以萌發,而種子在發生老化過程中內部酶活性的減弱非常明顯,主要體現在兩種酶身上:一種是氧化還原酶,另一種是水解酶。這兩種酶活性的喪失,明顯影響著植物種子的老化,對植物未來的萌發影響非常嚴重[2]。
植物種子在老化過程中合成能力也會逐步下降,因為種子的萌發需要酶分解自身有機物來提供能量,而能量所用的方向便是為植物種子提供合成大分子的能力,在植物老化的過程中,這種能力會逐步下降。研究發現,可能是DNA的合成問題導致了種子合成能力的下降。
對于植物種子在老化過程中的呼吸作用,在實驗中發現,老化的植物種子會發生呼吸減弱的現象,通過數據的對比可以發現,活力高的種子在萌芽階段對CO2的釋放頻率與老化后種子釋放CO2的頻率有著明顯的差別,正常種子的呼吸效率明顯高于老化后的種子。呼吸頻率的減緩意味著種子萌發能力的降低,即減少種子的出芽率。
(1)為延緩種子老化,應該在根源處尋找問題,在挑選種子時應注意對種子營養的添加。應多使用化肥中的鉀,使種子的休眠時間加長,同時在收獲種子時應注意盡量減少外力的破壞,避免種子提前夭折。
(2)減緩種子的老化也可以采取人工除水措施。除個別種子以外,大多數種子都可以通過人工對其水分進行去除,以減緩老化。研究發現,除水效果越好的種子,其壽命就越長,所以良好的除水措施也可以延緩種子老化。
我們通過兩組實驗材料進行了一系列的實驗對比。采用人工加速老化的方式,并且及時對其變化進行記錄。通過實驗發現,隨著時間的改變,二者的數據發生了變化,老化的種子在之前幾天里變化并不明顯,但隨著植物的成長,這種趨勢變得越來越顯著,所以可以推斷,在田間種植老化的種子會嚴重影響農業的收成與產量,造成嚴重的經濟損失和人力資源的浪費。出現這一現象的主要原因可能是老化的因素破壞了細胞膜的完整性,進而導致了酶活性的降低,使其無法進行酶解或酶解緩慢,同時這種現象也導致了種子的能量供給沒辦法及時獲得,造成種子的合成能力無法正常運行,耽誤了種子的萌發時間,使種子對環境的適應能力減弱,這是導致老化種子產量低的一個重要原因。
人們發現,種子的失活現象很容易影響收成,如何解決這一問題就成了農業發展的關鍵。現在大多數都采取吸濕回干的方法來處理種子,使種子恢復活力。我們也對辣椒種子進行了這種方法的處理,并觀察了老化種子在經過了吸濕回干處理后再進行培養的數據。數據顯示,這種方法確實對辣椒種子起著同樣的作用,提高了辣椒種子的出芽率,增強了種子的環境適應能力,減少了老化現象的發生,也可以降低有毒物質對種子的侵害[3],以此方法可以增加辣椒的產量。
在改善種子老化方面,也可以采用藥物滲透的方法來完成對種子的改善。現大多數的滲透療法多采用PEG來對種子進行滲透治療,提高種子的生理代謝能力,完成對植物內部酶的修復,以此來解決老化種子活力的問題。
通過實驗發現,種子的老化會隨著時間的增長而逐漸地體現出來,而老化的種子對產量的影響也是觸目驚心的。經過研究可以發現,主要原因是老化種子內部遭受到了破壞,使種子內部酶活性降低,無法為種子提供足夠的能量,使萌發階段的能量不足、合成大分子能力降低,致使種子在萌芽階段的時間過長,對周圍環境的適應能力減弱,最終導致辣椒產量的降低。而對種子修復或人為地使其老化并恢復活力,則可以大大地改善這一狀況。通過吸濕回干可以使種子快速地恢復活力,并達到正常種子產量的標準。
[1]李雪峰.辣椒種子老化過程中生理生化變化及其活力恢復研究[D].湖南農業大學,2004.
[2]劉月輝,王登花,黃海龍,等.辣椒種子老化過程中的生理生化分析[J].種子,2003(2):51-52+87.
[3]李雪峰,鄒學校,劉志敏.辣椒種子人工老化及劣變的生理生化變化[J].湖南農業大學學報(自然科學版),2005(3):265-268.
1005-2690(2017)02-0094-02
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2017-01-15)