磁處理促進(jìn)植物生長技術(shù)綜述

摘 要：隨著全球范圍內(nèi)生物技術(shù)的不斷發(fā)展，采用磁處理促進(jìn)植物生長技術(shù)逐漸得到政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)等的關(guān)注。本文介紹了國內(nèi)外采用磁處理促進(jìn)植物生長技術(shù)的發(fā)展歷程，闡述了該技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)及其原理。

關(guān)鍵詞：磁;植物;生長

一、磁處理促進(jìn)植物生長發(fā)展歷程

1、學(xué)術(shù)研究階段

磁生物學(xué)的研究雖早有報道，但以人和動物方面居多，對植物生物效應(yīng)報道較少，其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用研究始于20世紀(jì)60年代初，研究表明經(jīng)磁場處理的作物或施加磁性肥料等能達(dá)到增產(chǎn)效果。20世紀(jì)70年代以來，日本、前蘇聯(lián)等國家就開始對磁場處理植物產(chǎn)生的生物效應(yīng)進(jìn)行探索，其中日本一家農(nóng)作物種子公司采用相當(dāng)于地磁一萬倍大小的磁場處理大豆和菜豆種子，大豆提前兩天發(fā)芽，早熟12天，產(chǎn)量提高33%。我國對植物磁化處理的研究始于上世紀(jì)80年代，以作物為研究對象，發(fā)現(xiàn)采用一定強(qiáng)度，如磁場強(qiáng)度分別為0.2T和0.082T的磁場處理作物，可以顯著地促進(jìn)根系的生長，提高作物產(chǎn)量;同時可縮短大豆的生育期，提高其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、幼根長度。1992年，機(jī)械電子工業(yè)部下屬研宄所采用磁處理技術(shù)，發(fā)現(xiàn)磁場處理同樣可以促進(jìn)蔬菜的生長發(fā)育，使雌花節(jié)位降低、雌花數(shù)量增加，提高產(chǎn)量。

2、生產(chǎn)實用階段

隨著磁場促進(jìn)植物生長技術(shù)研究的不斷深入，國內(nèi)外對磁場裝置的研究也取得了進(jìn)一步的進(jìn)展。步入20世紀(jì)，西班牙、伊朗和澳大利亞等國先后研制出了采用磁場裝置處理植物，或采用磁處理水澆灌植株以提高作物產(chǎn)量。20世紀(jì)初，我國也研制了多批種子磁處理機(jī)，可以對糧食、蔬菜等作物種子進(jìn)行特定的磁場處理，種子磁化處理裝備也可以和其他農(nóng)業(yè)機(jī)械相結(jié)合，達(dá)到磁化種子過程機(jī)械化的目的。

二、磁處理促進(jìn)植物生長原理及應(yīng)用

1、原理

磁場引起的生物效應(yīng)比較廣泛，對植物造成了多方面的影響，不僅在形態(tài)上，而且對植物的生理機(jī)能亦產(chǎn)生影響。磁處理植物微觀機(jī)理的研究表明，植物經(jīng)磁場處理后，基因表達(dá)增強(qiáng)，酶含量增加，酶活性增強(qiáng)，因而加快了各種生化反應(yīng)速度，促進(jìn)植物生長發(fā)育。目前，磁場處理在植物種子中的研究和應(yīng)用較多，種子磁化處理即是播前處理的一種有效方法。種子磁化后可在短時間內(nèi)保持微磁性，具有微磁性的種子可將土壤中的鐵磁性物質(zhì)吸引到種子周邊環(huán)境中，利于種苗后期的健壯生長。土壤中的鐵、鋅、鎂、鉬等都是植物生長必需的微量元素，足夠的微量元素為日后植株的生長和豐產(chǎn)奠定了富足的物質(zhì)基礎(chǔ)，磁處理技術(shù)具有生理損傷小、操作簡單、快速有效等特點，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)研宄與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2、農(nóng)業(yè)應(yīng)用

2.1 磁場處理

1）靜磁場：用靜磁場處理植物種子或球莖，可顯著提高其產(chǎn)量。采用50和200mT磁場強(qiáng)度的直流靜態(tài)磁場裝置處理向日葵種子2小時，可顯著提高根長、芽長、干重、酵活力等指標(biāo)。用0.15T磁場強(qiáng)度的恒定磁場裝置處理蝴蝶蘭球蓮2周，球莖增殖量增大，且S極比N極效果更為明顯。

2）梯度磁場：梯度磁場可由6對（12塊）磁板組成，南北極相間排列，每塊磁鐵的磁場強(qiáng)度為3.18×104 A/m，磁場裝置帶有傳動帶，處理材料時，將材料放在傳送帶上，在一定的時間內(nèi)通過梯度磁場。在生物體內(nèi)除了引起一般的磁效應(yīng)外，還由于電磁感應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)電流引起電效應(yīng)，因此梯度磁場比恒定磁場具有更廣闊的應(yīng)用前景，可促進(jìn)藥用植物，如山藥等的生長。

2.2 磁水灌溉

使用取值范圍為3.5～136mT的磁場裝置處理灌溉用水，將蔬菜，如芹菜、豌豆等用磁處理水澆溉，可有效促進(jìn)蔬菜增產(chǎn)，如經(jīng)過磁水灌溉的芹菜增產(chǎn)23%，豌豆增產(chǎn)7.8%。

2.3 磁場處理器

磁場處理器的磁場產(chǎn)生部分由鐵心與線圈組成，鐵心由鐵磁材料桂鋼制成，可以使通電線圈中產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度大幅度提高，磁場處理器可用于植物種子的處理，促進(jìn)種子萌發(fā)、植株生長、增加產(chǎn)量、改進(jìn)品質(zhì)，也可用于植物材料的加熱和混勻。目前有關(guān)種子磁化機(jī)的研究較多，較早的有吉林輝南縣農(nóng)機(jī)推廣站研制了種子磁化機(jī)，采用永久磁鐵為主要原件，由8塊環(huán)形磁鐵或多片狀磁鐵組成一封閉磁場場區(qū)，種子經(jīng)場區(qū)流過后可以受到磁化處理;近期由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的植物種子磁場處理器在實驗室條件下可以處理多種小型植物種子，其鐵心形狀設(shè)計為C型回路，一側(cè)開有較小空隙放置種子，裝置運行后產(chǎn)生的磁感線幾乎完全穿越種子，使磁場得到充分利用。

三、結(jié)語

采用磁處理促進(jìn)植物生長技術(shù)的研究始于20世紀(jì)40年代，步入21世紀(jì)，隨著生物技術(shù)的迅速發(fā)展和磁處理設(shè)備等相關(guān)研究的不斷興起，磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用開始步入產(chǎn)業(yè)化階段，尤其是近兩年全球申請量迅速上升。了解該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展概況和分析該領(lǐng)域?qū)＠l(fā)展趨勢，關(guān)注國內(nèi)外主要專利申請人的研發(fā)重點，對促進(jìn)植物生長發(fā)育具有重要意義。

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作者簡介：

周蘭娟 （1990年2月 ），女，籍貫：江西撫州人，漢族，現(xiàn)職稱：中級，學(xué)歷：碩士研究生，研究方向：農(nóng)業(yè)種植。