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静电场种子处理机

     静电场处理种子技术是近年发展起来的一项新的农业技术。实验研究表明[ 1~ 6 ] , 经静电场处理的农作物种子, 其发芽率、发芽势均有不同程度的提高, 并且普遍发芽期提前, 增加种子的出苗率和苗期的多种生长指标, 而且能最终影响农作物的产量。本文设计了由单片机构成的自动控制多功能农用种子处理设备, 将能使静电处理种子技术进一步实用化。
1 总体设计方案
1.1 工作原理
    如图1 所示, 通过自动定量给料器将种子送到间歇运行的传输带上, 传输过程中通过刮板将种子自动摊平, 厚度为30mm , 通过检测种子的介电常数和给定的参数, 在静电高压极板间对种子自动施加刺激量为S = E t (E 为场强, t 为时间)的静电场。处理之后, 将种子送到收料器, 完成处理。
1.2 基本设计指标和要求
    直流高压静电场为0~ 10kV/cm 连续可调。
   电极板长为800mm , 宽为450mm , 极板距离为40mm。
    承载装置专用传输带长为1100mm , 宽为450mm。
    承载装置行走速度由程序控制间歇传送。
    给料装置为程序控制间歇定量给料, 与承载装置同步。
    检测电路可自动检测种子的介电常数和传输带的位移。
    该装置能自动计时、自动计量、自动调压。

3 小麦种子处理结果与分析
3.1 电场处理后对小麦生长指标的影响
    小麦种子经10kV / cm 高压静电场作用1m in后, 进行育苗和生长实验, 统计经静电场处理后种子的发芽率、苗期生长指标的变化, 包括苗高、根长、鲜重和干重。①发芽率统计按《农作物种子检测规程》中GB/T 354314 1995 进行。种子吸胀3 天后, 统计发芽率结果表明, 处理组平均为68% 和65% , 明显高于对照组的38% , 具有显著的差异性(P < 0.001)。②萌发生长至第10 天进行生长指标的测定。每盒中小心地取出长势均匀的20 株苗, 吸干水份, 分别测定苗高(SH)、根长(RL )、鲜重(FW ) 和干重(DW ) , 取均值。处理组分别为60.48 (mm )、53.07 (mm )、159.94(m g )、17.227 (m g )、13.877 (m g )、3.350(m g )、0.241, 未处理的对照组分别为45.6(mm )、48.61 (mm )、141.14 (m g )、15.787(m g)、13.027 (m g)、2.760 (m g)、0.212 统计处理结果表明, 处理组的生长指标与对照组相比均具有极显著的差异性(P < 0.001) , 促进了种子萌发和苗期生长。经处理的小麦种子的根系相对比较发达, 根长最为53.07mm , 根冠干重比为最大为0.241。根系发达有利于幼苗对矿物质营养及水分的吸收和运输, 对植株光合作用的增强及干重的增加起到重要作用。
3.2 静电场处理种子对小麦苗期叶绿素的影响
    小麦种子经静电场处理之后, 对其苗期叶绿素测定的结果, 表明种子经静电场处理后, 苗期叶绿素含量均有所提高, 实验组有明显差异, 叶绿素增加711%。叶绿素是进行光合作用的主要色素, 在一定范围内, 光合作用随叶绿素的增加而提高, 所以幼苗干重增加, 反应了植物光合作用产生物质积累较多, 这与叶绿素增加是有一定关系的。
4 结论
    (1) 该文对自动静电处理机进行了设计, 该装置的优点是能成批量对种子进行处理、具有自动操作、自动调压、自动定时、电场均匀、场强连续可调(最高可达10kV /cm ) 等特点。
    (2) 实验表明, 该装置的检测电路和控制系统具有比较稳定可靠的性能。
    (3) 试验结果证明, 用静电场处理种子可提高种子发芽率和苗期的综合生长指标。
 

参考文献:
[ 1 ]  L i X G, Ren L Q , Tong J , et al-M echanism Exp lo rat ion and Effects of Elect ro stat ic F ield on the Comp rehensive B io logical Character of the M ung Bean Seeds, Ch ina J 1JL U niversity of Techno logy, 2001, 32 (2) : 15~ 21
[2 ] 马峰, 刘勇, 张建民1 现代静电技术研究, 西安: 西安出版社, 1999
[3 ] Carstensen E L 1B io logical Effects of Pow er Freguency Elect ric F ields1 Journal of Elect ro stat ics,
1997, 39 (1) : 157~ 174
[ 4 ] 白宝璋, 孙存华, 田文勋, 等1 植物生理学(下) . 北京: 中国农业科技出版社, 1998
[ 5 ] 黄贤武, 郑莜霞, 曲波, 等1 传感器实际应用电路.成都: 电子科技大学出版社, 1996
[ 6 ] 徐永权, 李晓青, 陈林康1 单片机应用系统的功率接口技术, 北京: 北京航空大学出版社, 1993

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