无线路由器辐射对蔬菜种子萌发的影响

常孟阳,李国艳,彭丽杰,赵东方,焦瑞锋,黄文文

（河南科技学院,河南新乡453003）

无线路由器辐射对蔬菜种子萌发的影响

常孟阳,李国艳,彭丽杰,赵东方,焦瑞锋,黄文文

（河南科技学院,河南新乡453003）

以无线路由器为辐射源,对常见蔬菜种子进行辐射处理,通过种子发芽率和发芽势的变化,了解低能量非电离辐射对种子萌发的生物学效应.研究选用的无线路由器辐射磁场强度为1.925mA/m,电场强度为729.265V/m,功率密度为1.478 mW/m2,设置20 d和40 d两个处理,并设置对照.结果表明：经过电磁辐射处理,南瓜、大叶木耳菜、精选紫根韭菜、小茼蒿、精选紫圆茄、乌塌菜、番茄、油菜等8种植物的发芽率与对照差异显著；南瓜、大叶木耳菜、生菜、上海五月曼、心里美、三红萝卜、乌塌菜、油菜等8种蔬菜的发芽势与对照差异显著.说明即使是低能量的非电离辐射也有可能产生一定的生物效应,对植物的萌发产生影响.

无线路由器辐射；蔬菜种子；发芽势；发芽率

通过辐射对植物种子进行处理以得到更好性状品种的研究已经比较普遍,常用的辐射包括快中子辐射[1]、60Co-γ射线辐照[2]、太空辐射[3]等.相关研究指出,辐射会对植物的生物活性酶、蛋白质甚至DNA等遗传物质产生影响,会在种子萌发和植物生长过程中的生理性状中有所体现[4].合理的辐射剂量可以促进种子活力的提高,提高种子的发芽率、发芽势等,也有可能会改变植株SOD、POD、PPO、CAT等活性变化,进而改变植物的生理性状[5].而不恰当的辐射处理,会抑制种子的萌发,也有可能导致植物生长畸形或辐射致死[6].

在辐射对植物影响的研究中,以电离辐射居多,关于非电离辐射对植物作用的研究也以非电离辐射中能量相对较高的紫外线、激光、微波等为主.这是因为非电离辐射与电离辐射相比,辐射频率较低,辐射粒子所携带能量也比较低,通常不会对植物产生明显影响,更加难以产生可以遗传的性状[7].随着无线通信工具的日益普及,手机、无线路由器等越来越多,各种非电离辐射的影响日益广泛.虽然这些电器产生或接收的电磁辐射都是能量较小的非电离辐射,比电离辐射的生物效应小得多,但是李等研究指出,手机辐射对生物的影响可能是一种时间长、见效慢的生物学效应[8].

本研究尝试使用无线路由器为辐射源,对常见蔬菜种子进行20 d和40 d的辐射处理,研究低能量非电离辐射对不同蔬菜种子发芽率、发芽势的影响,探讨无线路由器辐射的生物学效应.

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2013年9月份在河南科技学院生态学实验室进行,选用24种常见的蔬菜进行试验,本试验所用蔬菜种子购买于郑州市和新乡市的种子市场.

1.2 试验方法

将种子分成辐射20 d、辐射40 d和对照3组处理,每组4个重复,每个重复100粒种子.对照于常温干燥处储存,辐射处理的种子放置于离辐射源20 cm以内的范围中进行处理,所采用的辐射源为无线路由器,辐射源磁场强度为1.925 mA/m,电场强度为729.265 V/m,功率密度为1.478 mW/m2.种子发芽试验按照国标《GB/T 3543.4—1995农作物种子检验规程发芽试验》的方法[9]进行,种子试验前用质量分数为0.5%的高锰酸钾消毒30 min,再用清水浸泡10 h催芽.试验中所用培养皿用高压灭菌锅经120℃高温消毒30 min,用纸间法做发芽床,将催芽过的种子置于人工气候箱中,设置温度为25℃,湿度70%[10].从发芽试验第1天开始,每天观察发芽种子数,用于计算发芽率和发芽势,计算公式[11]如下：

发芽率/%=发芽种子数/共试种子数×100

发芽势/%=发芽高峰期种子数/共试种子数×100

1.3 数据处理

数据整理和作图用Excel,统计分析使用SPSS 18.0软件.

2 结果与分析

发芽率和发芽势是表示种子萌发能力的重要指标,发芽率可以表示种子在正常条件下发芽的潜力,发芽势则可以表示种子的活力,对种子田间发芽的整齐性和出苗的一致性有重要意义[12].

2.1 辐射20 d对蔬菜种子萌发的影响

辐射20 d对蔬菜种子发芽率的影响见图1，对发芽势的影响见图2.

图1 辐射20 d对蔬菜种子发芽率的影响Fig.1 Germinative percentage variation of seeds irradiated 20 days

由图1可知,在受试的24种植物种子中,有3种蔬菜的发芽率与对照相比有显著增加.其中,精选紫根韭菜达到0.05显著水平,南瓜和大叶木耳菜达到0.01显著水平,说明经过无线路由20 d的辐射,可能会增加南瓜、大叶木耳菜、精选紫根韭菜的发芽率.其他蔬菜种子的发芽率则无明显变化.

图2 辐射20 d对蔬菜种子发芽势的影响Fig.2 Germinative energy variation of seeds irradiated 20 days

由图2可知,南瓜、大叶木耳菜、生菜、三红萝卜4种蔬菜的发芽势与对照有显著差异.其中,南瓜和大叶木耳菜的发芽势高于对照,差异达到0.01显著水平,这两种植物的种子在20 d辐射的处理后,发芽率也显著升高,发芽势也显著升高,不仅会提高南瓜和大叶木耳菜的发芽潜力,还对这两种植物在田间出苗整齐度有促进作用；生菜和三红萝卜的发芽势与对照相比有所降低,差异达到0.05显著水平,而这两种种子的发芽率在20 d辐射处理后并没有表现出显著差异,说明经过20 d的辐射处理后,虽然没有改变生菜、三红萝卜种子的萌发潜力,但是可能会降低它们在田间种植时的出苗整齐度.其他蔬菜种子的发芽势则无明显变化.

2.2 辐射40 d对蔬菜种子萌发的影响

辐射40 d对蔬菜种子发芽率的影响见图3，对发芽势的影响见图4.

由图3可知,乌塌菜、油菜、精选紫根韭菜、小茼蒿、精选紫圆茄5种蔬菜的发芽率与对照相比存在显著差异.其中,乌塌菜、油菜发芽率低于对照,差异达到0.01显著水平;精选紫根韭菜、小茼蒿、精选紫圆茄发芽率低于对照,差异达到0.05显著水平.说明经过40 d的无线路由器的辐射可能会降低乌塌菜、油菜、精选紫根韭菜、小茼蒿、精选紫圆茄的发芽率.其他蔬菜种子的发芽率则无明显变化.

图4 辐射40 d对蔬菜种子发芽势的影响Fig.4 Germinative energy variation of seeds irradiated 40 days

由图4可知,心里美、乌塌菜、油菜、大叶木耳菜、上海五月曼、精选紫圆茄、三红萝卜7种蔬菜的发芽势与对照有显著差异.其中,乌塌菜、油菜、上海五月曼、三红萝卜、精选紫圆茄发芽势低于对照.乌塌菜、油菜差异达到0.01显著水平,而上海五月曼、三红萝卜、精选紫圆茄差异达到0.05显著水平.油菜、精选紫圆茄的发芽势显著降低,说明经过处理后,不仅对油菜、精选紫圆茄发芽力有抑制作用,还对其田间出苗的整齐度有一定的抑制作用.心里美、大叶木耳菜发芽势高于对照,心里美差异达到0.01显著水平,大叶木耳菜差异达到0.05显著水平,说明经过40 d辐射处理后,有可能会提高心里美和大叶木耳菜的田间出苗整齐度.其他蔬菜种子的发芽势则无明显变化.

2.3 不同辐射处理效果分析

经过20 d和40 d的辐射处理后,南瓜、大叶木耳菜、精选紫根韭菜、小茼蒿、精选紫圆茄、乌塌菜、番茄、油菜生菜、五月曼、心里美、三红萝卜等12种植物种子的发芽率或发芽势与对照相比产生显著差异,但是不同辐射处理的影响趋势并不一样.不同辐射处理的发芽率、发芽势分别见表1、表2.

表1 不同辐射处理的发芽率Tab.1 Germinative percentage variation of seeds irradiated 20 days and 40 days %

由表1可知,有8种蔬菜种子的发芽率在辐射处理后产生显著差异,根据不同处理发芽率的差异和大小关系,可以将上述8种蔬菜分成4类:①精选紫根韭菜、小茼蒿、乌塌菜和油菜等4种蔬菜对照和20 d辐射处理的发芽率无显著差异,但是都显著大于40 d辐射处理的发芽率；②大叶木耳菜对照的发芽率小于20 d处理和40 d处理的发芽率,而20 d处理和40 d处理的发芽率没有显著差异；③南瓜和精选紫圆茄20 d处理的发芽率最高,而对照和40 d处理没有显著差异；④番茄则是40 d处理的发芽率最高,对照和20 d处理没有显著差异.

表2 不同辐射处理发芽势的差异Tab.2 Germinative energy variation of seeds irradiated 20 days and 40 days %

由表2可知,有8种蔬菜种子的发芽势在辐射处理后产生显著差异,根据不同处理发芽势的差异和大小关系,可以将上述9种蔬菜分成5类:①上海五月曼、乌塌菜、和油菜等3种蔬菜对照和20 d辐射处理的发芽势无显著差异,但是都显著大于40 d辐射处理的发芽势；②心里美对照和20 d辐射处理的发芽势无显著差异,但是都显著小于40 d辐射处理的发芽势；③南瓜20 d处理的发芽势最高,而对照和40 d处理没有显著差异；④生菜和三红萝卜20 d处理的发芽势最低,这两种蔬菜的对照和40 d处理都没有显著差异,但是和对照相比差异分别达到了0.01和0.05的显著水平；⑤大叶木耳菜则是对照的发芽势最低,20 d处理和40 d处理之间没有显著差异,但均在0.05的显著水平下高于对照.

3 结论与讨论

在所有受试的24种常见蔬菜中,有12种蔬菜种子的发芽率或者发芽势在经过20 d或者40 d的无线路由器辐射处理后,产生了一定的变化,说明像无线路由器这样的低能量非电离辐射,如果给予足够的时间处理,仍然有可能产生一定的生物效应,这与李等[13]对手机辐射的生物效应研究中指出的趋势类似.但是不同植物种子对电磁辐射的生物学相应趋势并不一样,不同植物之间的差别较大,甚至发芽率或者发芽势的变化趋势相反,说明通过无线路由器辐射对生物的影响既存在抑制作用,也可能产生积极的效果.至于相应的处理有没有改变植物种子的生物酶活性,是否造成种子的DNA的变异等相关的机制还需要进一步研究.虽然本试验中有一半种子的萌发特征在无线路由器辐射处理后发生了改变,但是仍然有另外一半植物种子的萌发特征没有改变,这有可能是辐射处理时间不足造成的.

[1]潘多锋.快中子辐射对3种禾草种子萌发及幼苗生长的影响[J].草业科学,2012,29（8）：1240-1244.

[2]郭少玲,高健,徐有明,等.60Coγ辐射对毛竹种子萌发过程中内源激素含量的影响[J].中国农学通报,2013,29（25）：26-31.

[3]孔四新,崔旭盛,李海奎.药用植物太空育种研究进展[J].中国农学通报,2014,30（6）：273-278.

[4]方媛,于海宁,程曦,等.增强UV-B辐射对甘草种子萌发及幼苗形态的影响[J].中国农学通报,2010（2）：122-126.

[5]冯亮英,董喜存,李文建,等.碳离子辐照对甜高粱种子萌发及幼苗酶活的影响[J].安徽农业科学,2009,37（33）：16286-16288.

[6]卫双玲,张体德,卫文星,等.种子辐射处理对芝麻产量及农艺性状的影响[J].华北农学报,2000,15（1）：32-36.

[7]陈迪.关于电离辐射与非电离辐射之间的界线[J].辐射防护,1992（3）：251.

[8]李旸,逯贵祯.手机辐射生物效应的量子理论研究[J].中国传媒大学学报：自然科学版,2009,16（2）：12-16.

[9]中华人民共和国农业部.GB/T 3543.4—1995农作物种子检验规程发芽试验[S].北京：中国标准出版社,1995.

[10]刘金文,彭东君,韩毅强,等.微波处理对大豆种子萌发及其产量的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报,2013,25（4）：10-14.

[11]程伟燕,邵志刚,王忠民.Na2CO3对不同品种玉米种子的萌发及幼苗的影响[J].内蒙古民族大学学报：自然科学版,2014, 29（1）：34-36.

[12]陈丁红.种子发芽势对作物田间出苗率的重要性探讨[J].中国种业,2012（3）：49-50.

[13]李旸,逯贵祯.手机辐射对DNA分子作用的机理研究[J].武汉大学学报：理学版,2009,55（4）：460-464.

（责任编辑：邓天福）

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

国家级大学生创新创业训练项目（201310467048）

常孟阳（1993―）,女,河南安阳人,本科生.

焦瑞锋（1982―）,男,河南安阳人,博士,讲师.主要从事生态农业和环境生态方面的研究.