氢气对农业技术的影响,未来有望减少农药化肥使用 浏览:144 | 发布:2018/01/26 | 作者:氢爱天下 | 标签: 氢气,农业

  氢元素是世界上分布最广泛的元素,占宇宙质量的75%以上,也是组成人体最多的元素。氢气是我们非常熟悉的无色、无嗅、无味的气体,长期以来,被人们认为是没有生理效应的气体分子,作为一种可以开发利用的未来清洁能源。现在大量研究表明,氢气可作为一种极端简单安全的疾病治疗方法,而且在绿色农业领域也有广阔的应用前景。

农业领域

  在20世纪30年代和40年代,人们发现,部分细菌和藻类能够产生氢气。人们期望,能通过细菌和藻类产生氢气,解决人类日益增长的能源需求问题。但是,半个多世纪过去了,通过细菌和藻类进行工业化制氢的技术仍然没有得到大规模应用。2007年,日本医科大学的科学家在《自然医学》杂志发表了一篇研究报告,彻底改变了人们对氢气的认识,氢气不仅可以作为能源,而且少量氢气还具有治疗疾病的作用。他们发现,氢气治疗疾病作用是通过选择性地清除体内羟自由基和过氧亚硝基阴离子,发挥对抗氧化损伤的作用。这一惊人发现立即引起了全世界学者的关注,氢气各种新的医学生物学效应在世界各地不断被发现。人们很难想象,原本认为生理惰性的普通氢气现在却似乎成了“包治百病”的神奇药物。日本和中国先后开发出各种氢气相关健康产品,并受到人们的热烈追捧。

  最早发现氢气的植物学效应的,应该是在1964年伦威克等发现,氢气处理冬黑麦种子后萌发速率更快。然而,当时的科学家们并没有对氢气的植物学效应进行进一步深入探讨。直到氢气的医学效应得到广泛关注之后,氢气的植物学效应才开始被重新关注。

  最近,中国科学院华南植物园、上海第二军医大学以及南京农业大学等学术机构的研究人员在氢气的植物学效应方面进行初步研究,结果发现,氢气对植物的生理功能具有重要调节效应,特别是对植物抵御逆境胁迫具有重要的作用。研究发现,氢气对绿豆、水稻以及苜蓿的种子萌发具有重要影响;同时发现,氢气水处理可提高水稻以及拟南芥的盐胁迫抗性。此外,还发现氢气水处理还能影响植物开花时间。南京农业大学的研究人员发现,氢气水处理可以诱导苜蓿抗氧化酶基因以及血红素加氧酶1基因的表达并提高其酶活性,减轻由百草枯引起的氧化伤害。他们还发现,氢气水处理可以提高水稻以及拟南芥的耐盐性,而这种耐盐性的提高可能与氢气减轻了盐胁迫诱发的活性氧伤害有关。他们最近发现,氢气能够提高植物重金属镉和汞的抗性。

  中国科学院华南植物园与上海第二军医大学的研究人员在证实氢气具有抗氧化作用,可以诱导植物中的抗氧化酶基因的表达的同时,发现氢气可以通过影响植物激素受体蛋白基因的表达而调节植物激素的作用,同时植物激素以及胁迫因子能够诱导水稻产生氢气。从基因进化角度,推测产生氢气的蛋白可能是来自水稻的氢化酶基因,发现水稻产氢能力和推测的水稻氢化酶基因可以受到多种胁迫因素以及植物激素的诱导。上述研究提示,氢气可能是一种水稻的气体信号分子,它可能通过参与调控植物激素信号途径影响植物的生长发育与逆境适应。

  总之,氢气植物效应研究表明,氢气不仅能提高植物抗逆能力,而且能促进植物生根和种子萌发,这提示氢气对减少农药化肥使用,提高产量具有潜在可能。

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