随着科学技术的发展和人们认知水平的提高,越来越多的人开始明白:氢作为一个安全环保的新能源,不仅可以供人们饮用,另一方面氢的生物学效应可以作用在农业的方面。作为经受医学界检验与认证的“奇迹之水”,在对于人体有干预和调节作用这方面越来越明显,同样在农作物培育中也起着至关重要的作用。
氢气·绿色农业新概念
在农业生产领域,氢气的益处已经得到了充分的论证,广阔的应用前景有目共睹。氢气在农业方面的应用,主要有以下四个方面。
1、氢对植物生长发育的作用
种子萌发是植物生长发育的重要环节,也是最脆弱的阶段,易受外界环境的影响。最早在 1964 年,Renwick 等研究表明氢气能够促进黑麦种子发芽;在绿豆、水稻等植物的研究上发现,富氢水处理也能够不同程度地促进其种子萌发。Xu(2013)研究发现,用富氢水浸泡水稻种子可以缓解盐胁迫导致的萌发抑制,提高在盐胁迫下作物种子的萌发率。
2、氢对作物逆境抗性的作用
环境因素严重影响植物生长发育状况,干旱、低温、盐渍等不良因素会抑制植物生长。有研究表明,拟南芥在遭遇盐胁迫时内源氢气含量迅速增加,同时 ABA 也能诱导内源氢气的产生,氢气可能通过与植物激素的互作参与植株的抗氧化过程,减少因胁迫产生的氧化伤害;外源富氢水能够通过减少气孔开度,协助拟南芥抵抗干旱胁迫。
在水稻研究方面,盐胁迫会上调水稻氢化酶基因表达,诱导氢气产生,提升相关抗氧化酶基因表达,从而提高抗氧化酶活性,减少氧化损伤;水稻在遭受冻害时也检测到内源氢气含量的上升。外源富氢水处理能够缓解盐胁迫对种子萌发的抑制作用,主要调节水稻种子中相关酶活性及抗氧化酶基因的转录水平。
3、氢对作物抵抗重金属胁迫抗性的作用
一些金属元素参与植物生长发育的重要过程,当浓度过高时会造成重金属胁迫,抑制植物生长发育,甚至会导致植株死亡。重金属镉 (Cd) 会抑制植物生长,富氢水处理可缓解镉胁迫诱导的苜蓿幼苗根部氧化损伤。
4、氢对植物采后保鲜贮藏的作用
有研究表明,适宜浓度的富氢水预处理可以延长香石竹、小苍兰、百合等切花瓶插寿命。蔡敏研究表明,10%的富氢水显著延长香石竹的瓶插寿命,减缓花瓣萎蔫的速度,延长香石竹的盛开期。任鹏举研究表明,氢气延缓切花百合的衰老,提高切花百合的瓶插寿命和品质,缓解叶绿素的分解和细胞膜的损伤。
如今,氢气已经日益成为一种绿色农业新概念,在不久的未来,也将成为氢生物医学领域的一道亮丽风景线。