就像人类的神经细胞一样,植物也充满电信号。虽然我们通常看不到或感觉不到它们,但这些电活动脉冲会穿过植物组织,或者。
现在,研究人员已经利用该电路来促进植物生长,发现用电击打大麦幼苗有助于新芽生长得更快。
在这个时候,看似有点痒痒的乐趣实际上可能对粮食供应来说是一个真正的福音。,在冲突和。
根据联合国粮食及农业组织的数据,2022 年将有 691 至 7.83 亿人面临饥饿,相当于增加1.22亿人与 2019 年相比。
研究人员之前曾尝试过用电来提高农作物产量,但大麦,豌豆苗, 和拟南芥,芥菜科植物,到高电场。
为了减少此类装置的能源需求,这项新研究背后的瑞典团队开发了一种低功率水培系统,该系统向大麦幼苗施加小但恒定的电压(大麦品种'KWS 伊琳娜')五天。
水培装置将土壤换成水,全年生长,并且比其他耕作方法使用更少的肥料,因为养分和水可以通过系统循环利用。
常用于种植绿叶蔬菜的地方水培法的另一个吸引力在于系统可以堆叠以创建节省空间的垂直花园。
虽然水培农业显然有很多优势,但这只是改善粮食安全的一种可能的解决方案,而且恰好特别适合“耕地少、环境条件恶劣的地区”。说林雪平大学生物电子学研究员和研究作者 Eleni Stavrinidou。
因此,Stavrinidou 和同事将 5 天大的大麦幼苗放在特制的支架上,并施加低电压五天。然后让它们在收获前再生长五天。
对于他们称之为“eSoil”的支架,该团队重新利用了一种由导电聚合物制成的材料,纤维素,植物细胞壁的重要组成部分。
平均而言,经过电刺激的植物在生长 15 天后比未受电刺激的植物多了 50% 的组织(按干重计算),并且长度延长了 30%。
目前尚不清楚稳定的电流声到底是如何促进植物生长的。一种建议是,电刺激植物在吸收养分方面效率更高。
然而,15 天后,无论有或没有电刺激,幼苗的氮含量没有发现差异。
研究人员在随后的实验中发现,受刺激的植物能更有效地处理硝酸盐,与未通电的植物相比,其无机氮化合物的含量更低,这表明它们已将其转化为含氮生物质。
“但目前还不清楚电刺激如何影响这个过程,”斯塔夫里尼杜说。
令人惊讶的是,研究人员发现幼苗的生长突增并不是在电刺激后立即发生的,而是在电极关闭后允许生长的五天内发生。
这表明即使是短时间、小剂量的电刺激也可能对植物产生持久的影响。
“然而,我们的工作重点是幼苗,因此需要更多的研究来证明在生长早期通过刺激处理促进生长是否会影响植物的整个生长周期,”该团队在他们的论文中写道。
还有我们是否要为世界生产足够的粮食,并且可持续地生产,而不是考虑植物生长和农作物产量。
该研究发表于美国国家科学院院刊。