超声波萃取技术在农业科学中的应用研究进展,超声波萃取技术在农业科学中的应用研究进展

  内容提示：口 种 植 与 环 境 超 声 波 在 农 业 中 ． ． 的 应 用 薛海帆 ( 黑龙江省广播电视学校海林分校 157100) 超声波是指频率高于人耳听觉上限的声波，在自然界中 超声波也是广泛存在的， 只是人耳听不见而已。超声波易于进 入海水、 地层 、 人体及很多固体和液体 ， 几乎能穿透任何材料。 因此， 在采集材料内部信息方面与光波、 电磁波相比， 超声波 有其独特的本领。更重要的是， 可通过较大声率或较高声强 度的超声波能量来改变材料的某些状态或对生物的发育生长 产生某些重要的影响。本文结合有关研究课题， 简要报道了超 声在在农业中的一些新应用及其前最展望。...

  口 种 植 与 环 境 超 声 波 在 农 业 中 ． ． 的 应 用 薛海帆 ( 黑龙江省广播电视学校海林分校 157100) 超声波是指频率高于人耳听觉上限的声波，在自然界中 超声波也是广泛存在的， 只是人耳听不见而已。超声波易于进 入海水、 地层 、 人体及很多固体和液体 ， 几乎能穿透任何材料。 因此， 在采集材料内部信息方面与光波、 电磁波相比， 超声波 有其独特的本领。更重要的是， 可通过较大声率或较高声强 度的超声波能量来改变材料的某些状态或对生物的发育生长 产生某些重要的影响。本文结合有关研究课题， 简要报道了超 声在在农业中的一些新应用及其前最展望。 1 基础原理 超声波处理与加工设施主要是由超声波发生器、 换能器、 超声波聚能器及超声波发生器和换能器之间的匹配电路组 成， 通过超声波发生器产生一定高频电能提供给超声换能器， 由超声换能器将电能量转化机械能，然后通过超声波聚能器 将机械能放大， 将声能作用在待处理的物质上。超声波处理与 加工的基础原理主要是利用液体动力学的空化现象。超声空 化是指超声激活气泡的各种动力表现，这些表现可能是较为 有规律而缓和的稳态空化或者是很激烈而短暂的瞬态空化。 瞬态空化泡绝热收缩至崩溃瞬间，泡内可呈现高温和几千个 大气压的高压， 并伴有强大的冲击波或射流等。超声波的辐照 因其机械作用 ， 能使液体媒质质点运动增强， 质量传输加速， 还能影响边界层、 膜、 细胞壁和液泡。超声的空化作用还能破 坏细胞并使酶变性等。 2 测定土壤 中的铅 铅是对身体有害的元素， 是土壤分析中的常测元素。采用 悬浮液直接进样火焰原子吸收光谱法测定土壤中的铅时， 由 于土壤样品的取样蹙大， 使得悬乳液的粘度大、 不易分散均匀 而影响进样的特点。采用先用超声波处理悬浮液后进样的方 法， 可使进样顺利和使悬浮液稳定时间长。十二烷基硫酸钠增 敏能大大的提升悬浮液商接进样火焰原子吸收光谱法测定的灵敏 度。 该方法快速 、 简单、 准确， 适用于各种土壤样品中铅的测定。 3 对种子 萌发率的影响 超声处理可以影响种子的萌发率，且这种影响具有种的 特异性。研究之后发现在温和的超声处理条件下能够获得较高的 种子萌发率， 而延长超声处理的时间。处理时间超过其承受的 最大值之后， 种子胚的死亡率就会升高， 种子的萌发力 自然就 会下降。因此， 在讨论超声处理对种子萌发的影Ⅱ 向时， 不同的 处理条件如超声处理的强度大小及处理时间长短都会不同程 度影响种子的萌发 ， 导致结果有所差异。 4 对植物生长的影响 j 具 他 外 境 力 一 一 伴 ， 避 的生长发育有重要的影响。i 器宵 的生存和生 K 对器下 和的趟声处卿能促进生根。 函 养殖技术顾 问2011． 6 万方数据相同现象， 即低剂量、 短时间的温和处理能明显加速和诱导植 物细胞的分裂， 刺激细胞生长 ， 加速原生质体的蛋白合成。而 处理时间延长，处理剂量加大则会造成负丽的不可恢复的影 响。利用超声波对保鲜液处理可以显著增加切花菊、 香石竹等 植物花枝鲜重 ， 推迟鲜重始降天数， 增大最大花茎 ， 延长插瓶 寿命。可见， 一定频率和强度的超声波处理可以强化植物的一 些生理生化指标， 促进植物的生长发育。 5 对植物呼吸作用的影响 关于植物呼吸作用的研究一直是植物生理学研究的热 点， 特别是对农作物来说 ， 其呼吸作用的大小必然的联系到产量 的高低 ，所以这项研究对农业的发展具有十分重要的理论和 实 际意义 。 在 1 975 年 ， 发现低频率超声 ( 25 千赫 ) 处理蔬菜之后 ， 1 年生植物 ( 如番茄和黄瓜 ) 的呼吸强度下降 ， 而 2 年生植物 ( 如卷心菜和洋葱 ) 的呼吸强度上升。自此可以推测， 利用超 声处理相关的农作物能大大的提升作物的产量。 6 超声波犁田 传统的翻地犁需要笨重的机器牵引，不仅会压实深层的 土壤， 使其不能保持水份和养料 ， 而且翻起的地表土会被风和 雨水侵蚀， 是许多种植户需解决的问题。 此外， 由于多次的翻犁 植物的根 以及腐烂的残 留植物被 翻出地表， 会散发出二氧化碳。 而用超声波犁开 = j ， 可避免上述问 题的发生。 7 处理植物根 系 糖类是植物体内的主要成分 ，可溶性糖主要指的是单糖 和低聚糖。单糖的磷酸在植物细胞中的含量不高， 但都是光合 作用及呼吸作用过程中的主要中间产物 ，在代谢过程中极为 重要。经声波刺激后， 根系中的可溶性糖含量比对照组高大约 29． 6％。丰富的蛋白质是细胞进行一系列生理活动的物质基 硎{， 经过 声波刺 激后 ， 根 系中的 可溶性 蛋 白增 加 了 35． 3％ ， 高 水平的可溶性蛋白质含量保证了细胞旺盛的分裂生长能力。 这说明了经过声波刺激后， 植物根部细胞分裂旺盛， 生长能力 强 。 8 除虫及促进蚕卵孵化 用 250W CFS 超声发生器 ( 中原电子仪器厂出品 ) 匹配 自 带的清洗槽， 频率在 1 9． 5～ 20． 5 千赫。如果实内已生有虫子 的板栗被浸在清洗槽里的自来水中，开机做处理 15 分钟。 结束后去水晾干， 保存 2 星期。切开板栗果实检查， 长 1 0 毫米 左右的幼虫活， 而 6 毫米以下的幼虫死亡。加长B Cf~]处理 ， 虫 子的死亡率基本一致。另外。 有人曾用类似的方法及设备处硐 过蚕 卵 ( 约 3f) 秒 内 ) 汽接 结果 是蚁 蚕的秘 孚 化 时间达到基本 ， 追踪结果为同样条 F 长大的成虫做的蚕茧的扣I丝率提高

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