用电敲击幼苗的根部可促进 50% 的生长
就像人类的神经细胞一样,植物也因电信号而活着。虽然我们通常看不到或感觉不到它们,但这些电活动脉冲在植物组织中激增,触发突然的动作或新造成的伤口警告.
现在,研究人员已经利用这种电路来促进植物生长,发现用电敲击大麦幼苗有助于新芽生长得更快。
看似有点痒痒的乐趣实际上可能是食品供应的真正福音,在粮食安全日益受到关注,在冲突和气候变化.
根据联合国粮食及农业组织的数据,2022 年有 6.91 亿至 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作物产量,但大麦,豌豆幼苗和拟南芥,芥菜科的植物,到高电场。
为了减少这些装置的能量需求,这项新研究背后的瑞典团队开发了一种低功耗水培系统,该系统对大麦幼苗施加小而恒定的电压(Hordeum vulgare cv. 'KWS Irina') 五天。
水培装置将土壤换成水,全年增长,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。
常用于在一些地方种植绿叶蔬菜像南极洲一样干旱,水培法的另一部分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,但它只是改善粮食安全的一种可能的解决方案,恰好特别适合“耕地少、环境条件恶劣的地区”。说林雪平大学的生物电子学研究员和研究作者Eleni Stavrinidou。
因此,Stavrinidou及其同事将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,它们在收获前五天再生长。
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,并且纤维素,是植物细胞壁的重要组成部分。
平均而言,电刺激植物的组织(以干重计算)多50%,并且在生长15天后比未接触的植物长30%。
目前尚不清楚稳定的电嗡嗡声究竟是如何促进植物生长的。一种说法是,电刺激植物在某种程度上更有效地吸收养分。
然而,在有或没有电刺激15天后,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,受刺激的植物更有效地处理硝酸盐,无机氮化合物的含量低于未带电的植物,这表明它们已将其转化为含氮生物质。
“但目前尚不清楚电刺激如何影响这一过程,”Stavrinidou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的五天生长中发生的。
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,我们的工作集中在幼苗上,因此,需要更多的研究来证明在生长早期阶段通过刺激处理来增强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.
还有更多因素而不是植物生长和作物产量,而是要考虑我们是否要为世界生产足够的粮食,并且要可持续地这样做。
该研究已发表在PNAS国际科学院院刊.