無線路由器輻射對蔬菜種子萌發(fā)的影響

常孟陽,李國艷,彭麗杰,趙東方,焦瑞鋒,黃文文

（河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

無線路由器輻射對蔬菜種子萌發(fā)的影響

常孟陽,李國艷,彭麗杰,趙東方,焦瑞鋒,黃文文

（河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

以無線路由器為輻射源,對常見蔬菜種子進(jìn)行輻射處理,通過種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的變化,了解低能量非電離輻射對種子萌發(fā)的生物學(xué)效應(yīng).研究選用的無線路由器輻射磁場強(qiáng)度為1.925mA/m,電場強(qiáng)度為729.265V/m,功率密度為1.478 mW/m2,設(shè)置20 d和40 d兩個(gè)處理,并設(shè)置對照.結(jié)果表明：經(jīng)過電磁輻射處理,南瓜、大葉木耳菜、精選紫根韭菜、小茼蒿、精選紫圓茄、烏塌菜、番茄、油菜等8種植物的發(fā)芽率與對照差異顯著；南瓜、大葉木耳菜、生菜、上海五月曼、心里美、三紅蘿卜、烏塌菜、油菜等8種蔬菜的發(fā)芽勢與對照差異顯著.說明即使是低能量的非電離輻射也有可能產(chǎn)生一定的生物效應(yīng),對植物的萌發(fā)產(chǎn)生影響.

無線路由器輻射；蔬菜種子；發(fā)芽勢；發(fā)芽率

通過輻射對植物種子進(jìn)行處理以得到更好性狀品種的研究已經(jīng)比較普遍,常用的輻射包括快中子輻射[1]、60Co-γ射線輻照[2]、太空輻射[3]等.相關(guān)研究指出,輻射會(huì)對植物的生物活性酶、蛋白質(zhì)甚至DNA等遺傳物質(zhì)產(chǎn)生影響,會(huì)在種子萌發(fā)和植物生長過程中的生理性狀中有所體現(xiàn)[4].合理的輻射劑量可以促進(jìn)種子活力的提高,提高種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢等,也有可能會(huì)改變植株SOD、POD、PPO、CAT等活性變化,進(jìn)而改變植物的生理性狀[5].而不恰當(dāng)?shù)妮椛涮幚?會(huì)抑制種子的萌發(fā),也有可能導(dǎo)致植物生長畸形或輻射致死[6].

在輻射對植物影響的研究中,以電離輻射居多,關(guān)于非電離輻射對植物作用的研究也以非電離輻射中能量相對較高的紫外線、激光、微波等為主.這是因?yàn)榉请婋x輻射與電離輻射相比,輻射頻率較低,輻射粒子所攜帶能量也比較低,通常不會(huì)對植物產(chǎn)生明顯影響,更加難以產(chǎn)生可以遺傳的性狀[7].隨著無線通信工具的日益普及,手機(jī)、無線路由器等越來越多,各種非電離輻射的影響日益廣泛.雖然這些電器產(chǎn)生或接收的電磁輻射都是能量較小的非電離輻射,比電離輻射的生物效應(yīng)小得多,但是李等研究指出,手機(jī)輻射對生物的影響可能是一種時(shí)間長、見效慢的生物學(xué)效應(yīng)[8].

本研究嘗試使用無線路由器為輻射源,對常見蔬菜種子進(jìn)行20 d和40 d的輻射處理,研究低能量非電離輻射對不同蔬菜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢的影響,探討無線路由器輻射的生物學(xué)效應(yīng).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2013年9月份在河南科技學(xué)院生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,選用24種常見的蔬菜進(jìn)行試驗(yàn),本試驗(yàn)所用蔬菜種子購買于鄭州市和新鄉(xiāng)市的種子市場.

1.2 試驗(yàn)方法

將種子分成輻射20 d、輻射40 d和對照3組處理,每組4個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)100粒種子.對照于常溫干燥處儲(chǔ)存,輻射處理的種子放置于離輻射源20 cm以內(nèi)的范圍中進(jìn)行處理,所采用的輻射源為無線路由器,輻射源磁場強(qiáng)度為1.925 mA/m,電場強(qiáng)度為729.265 V/m,功率密度為1.478 mW/m2.種子發(fā)芽試驗(yàn)按照國標(biāo)《GB/T 3543.4—1995農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程發(fā)芽試驗(yàn)》的方法[9]進(jìn)行,種子試驗(yàn)前用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的高錳酸鉀消毒30 min,再用清水浸泡10 h催芽.試驗(yàn)中所用培養(yǎng)皿用高壓滅菌鍋經(jīng)120℃高溫消毒30 min,用紙間法做發(fā)芽床,將催芽過的種子置于人工氣候箱中,設(shè)置溫度為25℃,濕度70%[10].從發(fā)芽試驗(yàn)第1天開始,每天觀察發(fā)芽種子數(shù),用于計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽勢,計(jì)算公式[11]如下：

發(fā)芽率/%=發(fā)芽種子數(shù)/共試種子數(shù)×100

發(fā)芽勢/%=發(fā)芽高峰期種子數(shù)/共試種子數(shù)×100

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)整理和作圖用Excel,統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS 18.0軟件.

2 結(jié)果與分析

發(fā)芽率和發(fā)芽勢是表示種子萌發(fā)能力的重要指標(biāo),發(fā)芽率可以表示種子在正常條件下發(fā)芽的潛力,發(fā)芽勢則可以表示種子的活力,對種子田間發(fā)芽的整齊性和出苗的一致性有重要意義[12].

2.1 輻射20 d對蔬菜種子萌發(fā)的影響

輻射20 d對蔬菜種子發(fā)芽率的影響見圖1，對發(fā)芽勢的影響見圖2.

圖1 輻射20 d對蔬菜種子發(fā)芽率的影響Fig.1 Germinative percentage variation of seeds irradiated 20 days

由圖1可知,在受試的24種植物種子中,有3種蔬菜的發(fā)芽率與對照相比有顯著增加.其中,精選紫根韭菜達(dá)到0.05顯著水平,南瓜和大葉木耳菜達(dá)到0.01顯著水平,說明經(jīng)過無線路由20 d的輻射,可能會(huì)增加南瓜、大葉木耳菜、精選紫根韭菜的發(fā)芽率.其他蔬菜種子的發(fā)芽率則無明顯變化.

圖2 輻射20 d對蔬菜種子發(fā)芽勢的影響Fig.2 Germinative energy variation of seeds irradiated 20 days

由圖2可知,南瓜、大葉木耳菜、生菜、三紅蘿卜4種蔬菜的發(fā)芽勢與對照有顯著差異.其中,南瓜和大葉木耳菜的發(fā)芽勢高于對照,差異達(dá)到0.01顯著水平,這兩種植物的種子在20 d輻射的處理后,發(fā)芽率也顯著升高,發(fā)芽勢也顯著升高,不僅會(huì)提高南瓜和大葉木耳菜的發(fā)芽潛力,還對這兩種植物在田間出苗整齊度有促進(jìn)作用；生菜和三紅蘿卜的發(fā)芽勢與對照相比有所降低,差異達(dá)到0.05顯著水平,而這兩種種子的發(fā)芽率在20 d輻射處理后并沒有表現(xiàn)出顯著差異,說明經(jīng)過20 d的輻射處理后,雖然沒有改變生菜、三紅蘿卜種子的萌發(fā)潛力,但是可能會(huì)降低它們在田間種植時(shí)的出苗整齊度.其他蔬菜種子的發(fā)芽勢則無明顯變化.

2.2 輻射40 d對蔬菜種子萌發(fā)的影響

輻射40 d對蔬菜種子發(fā)芽率的影響見圖3，對發(fā)芽勢的影響見圖4.

由圖3可知,烏塌菜、油菜、精選紫根韭菜、小茼蒿、精選紫圓茄5種蔬菜的發(fā)芽率與對照相比存在顯著差異.其中,烏塌菜、油菜發(fā)芽率低于對照,差異達(dá)到0.01顯著水平;精選紫根韭菜、小茼蒿、精選紫圓茄發(fā)芽率低于對照,差異達(dá)到0.05顯著水平.說明經(jīng)過40 d的無線路由器的輻射可能會(huì)降低烏塌菜、油菜、精選紫根韭菜、小茼蒿、精選紫圓茄的發(fā)芽率.其他蔬菜種子的發(fā)芽率則無明顯變化.

圖4 輻射40 d對蔬菜種子發(fā)芽勢的影響Fig.4 Germinative energy variation of seeds irradiated 40 days

由圖4可知,心里美、烏塌菜、油菜、大葉木耳菜、上海五月曼、精選紫圓茄、三紅蘿卜7種蔬菜的發(fā)芽勢與對照有顯著差異.其中,烏塌菜、油菜、上海五月曼、三紅蘿卜、精選紫圓茄發(fā)芽勢低于對照.烏塌菜、油菜差異達(dá)到0.01顯著水平,而上海五月曼、三紅蘿卜、精選紫圓茄差異達(dá)到0.05顯著水平.油菜、精選紫圓茄的發(fā)芽勢顯著降低,說明經(jīng)過處理后,不僅對油菜、精選紫圓茄發(fā)芽力有抑制作用,還對其田間出苗的整齊度有一定的抑制作用.心里美、大葉木耳菜發(fā)芽勢高于對照,心里美差異達(dá)到0.01顯著水平,大葉木耳菜差異達(dá)到0.05顯著水平,說明經(jīng)過40 d輻射處理后,有可能會(huì)提高心里美和大葉木耳菜的田間出苗整齊度.其他蔬菜種子的發(fā)芽勢則無明顯變化.

2.3 不同輻射處理效果分析

經(jīng)過20 d和40 d的輻射處理后,南瓜、大葉木耳菜、精選紫根韭菜、小茼蒿、精選紫圓茄、烏塌菜、番茄、油菜生菜、五月曼、心里美、三紅蘿卜等12種植物種子的發(fā)芽率或發(fā)芽勢與對照相比產(chǎn)生顯著差異,但是不同輻射處理的影響趨勢并不一樣.不同輻射處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢分別見表1、表2.

表1 不同輻射處理的發(fā)芽率Tab.1 Germinative percentage variation of seeds irradiated 20 days and 40 days %

由表1可知,有8種蔬菜種子的發(fā)芽率在輻射處理后產(chǎn)生顯著差異,根據(jù)不同處理發(fā)芽率的差異和大小關(guān)系,可以將上述8種蔬菜分成4類:①精選紫根韭菜、小茼蒿、烏塌菜和油菜等4種蔬菜對照和20 d輻射處理的發(fā)芽率無顯著差異,但是都顯著大于40 d輻射處理的發(fā)芽率；②大葉木耳菜對照的發(fā)芽率小于20 d處理和40 d處理的發(fā)芽率,而20 d處理和40 d處理的發(fā)芽率沒有顯著差異；③南瓜和精選紫圓茄20 d處理的發(fā)芽率最高,而對照和40 d處理沒有顯著差異；④番茄則是40 d處理的發(fā)芽率最高,對照和20 d處理沒有顯著差異.

表2 不同輻射處理發(fā)芽勢的差異Tab.2 Germinative energy variation of seeds irradiated 20 days and 40 days %

由表2可知,有8種蔬菜種子的發(fā)芽勢在輻射處理后產(chǎn)生顯著差異,根據(jù)不同處理發(fā)芽勢的差異和大小關(guān)系,可以將上述9種蔬菜分成5類:①上海五月曼、烏塌菜、和油菜等3種蔬菜對照和20 d輻射處理的發(fā)芽勢無顯著差異,但是都顯著大于40 d輻射處理的發(fā)芽勢；②心里美對照和20 d輻射處理的發(fā)芽勢無顯著差異,但是都顯著小于40 d輻射處理的發(fā)芽勢；③南瓜20 d處理的發(fā)芽勢最高,而對照和40 d處理沒有顯著差異；④生菜和三紅蘿卜20 d處理的發(fā)芽勢最低,這兩種蔬菜的對照和40 d處理都沒有顯著差異,但是和對照相比差異分別達(dá)到了0.01和0.05的顯著水平；⑤大葉木耳菜則是對照的發(fā)芽勢最低,20 d處理和40 d處理之間沒有顯著差異,但均在0.05的顯著水平下高于對照.

3 結(jié)論與討論

在所有受試的24種常見蔬菜中,有12種蔬菜種子的發(fā)芽率或者發(fā)芽勢在經(jīng)過20 d或者40 d的無線路由器輻射處理后,產(chǎn)生了一定的變化,說明像無線路由器這樣的低能量非電離輻射,如果給予足夠的時(shí)間處理,仍然有可能產(chǎn)生一定的生物效應(yīng),這與李等[13]對手機(jī)輻射的生物效應(yīng)研究中指出的趨勢類似.但是不同植物種子對電磁輻射的生物學(xué)相應(yīng)趨勢并不一樣,不同植物之間的差別較大,甚至發(fā)芽率或者發(fā)芽勢的變化趨勢相反,說明通過無線路由器輻射對生物的影響既存在抑制作用,也可能產(chǎn)生積極的效果.至于相應(yīng)的處理有沒有改變植物種子的生物酶活性,是否造成種子的DNA的變異等相關(guān)的機(jī)制還需要進(jìn)一步研究.雖然本試驗(yàn)中有一半種子的萌發(fā)特征在無線路由器輻射處理后發(fā)生了改變,但是仍然有另外一半植物種子的萌發(fā)特征沒有改變,這有可能是輻射處理時(shí)間不足造成的.

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（責(zé)任編輯：鄧天福）

Effect of wireless router radiation on germinative energy and germinative percentage of vegetable seeds

CHANG Mengyang,LI Guoyan,PENG Lijie,ZHAO Dongfang,JIAO Ruifeng,HUANG Wenwen
（Henan Institute of Science Technology,Xinxiang 453003,China）

24 kinds of vegetable seeds irradiated with wireless router,with magnetic field intensity of 1.925 ma/m, electric field intensity of 729.265 V/m,power density of 1.478 mw/m2,and germinative energy and germinative percentage were observed to study the biological effect.20 days and 40 days irradiation treatment and CK were set. After irradiated,the germinative percentage of pumpkin,big leaf fungus dishes,Chinese chive,garland chrysanthemum, eggplant,savoy,tomato,savoy showed significant difference between irradiation treatment and CK；the germinative energe of pumpkin,big leaf fungus dishes,lettuce,Shanghai may,red radish,savoy,rape showed significant difference between irradiation treatment and CK.Therefore,low energy non ionization radiation may also show biological effect.

wireless router radiation；vegetable seed；germinative energy；germinative percentage

S335

：A

：1008-7516（2015）05-0020-05

10.3969/j.issn.1008-7516.2015.05.005

2015-06-10

國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（201310467048）

常孟陽（1993―）,女,河南安陽人,本科生.

焦瑞鋒（1982―）,男,河南安陽人,博士,講師.主要從事生態(tài)農(nóng)業(yè)和環(huán)境生態(tài)方面的研究.