超声波，动植物，解决问题

来源：    作者：    发布时间：2011-07-15 14:40    浏览量：22

 超声处理对植物生长的影响
    与其他环境应力一样，超声波作为应力的一种作用形式，对植物的生长发育有重要的影响。近年来，在超声处理下，从对植物生长变化的宏观观察到对植物生理生化的研究，从对植物细胞、组织、分裂生长的影响研究到对超声处理对植物作用机理的探讨，均取得了很多的成效。超声处理可以影响植物体或者某些器官的生存和生长。对器官生长影响的研究主要集中在根上，温和的超声处理能促进生根^[4] 。植物细胞经超声波处理，出现了一致现象，即低剂量、短时间的温和处理能明显加速和诱导植物细胞的分裂，刺激细胞生长，加速原生质体的蛋白合成；而处理时间延长，处理剂量加大则会造成负面的不可恢复的影响。利用超声波对保鲜液处理,能使插花推迟鲜重始降时间，增大最大花茎，延长插花寿命^[5,6] 。可见，一定频率和强度的超声波处理可以强化植物的一些生理生化指标，促进植物的生长发育。　
1.1 超声处理对植物呼吸作用的影响
    关于植物呼吸作用的研究一直是植物生理学研究的一个热点，特别对农作物来说，其呼吸作用的大小直接关系到产量的高低，所以它的研究对农业的发展具有十分重要的理论和实际意义。1975年Albu E研究发现低频率超声波（25kHz）处理蔬菜之后，一年生植物（如番茄和黄瓜）的呼吸强度下降，而两年生植物（如卷心菜和洋葱）的呼吸强度上升^[7] 。自此我们可以推测，利用超声处理相关的农作物可以提高作物的产量。
1.2超声波犁田
    传统的翻地犁需要笨重的机器牵引，这不仅会压实深层的土壤，使其不能保持水分和养料；而且翻起的地表土会被风和雨水侵蚀。这是许多农民的一大心病。此外，由于多次的翻犁，植物的根以及腐烂的残留植物被翻出地表，他们会散发出二氧化碳气体。约旦的农机工程师奈达·阿布哈德发明了利用超声波松土。他的实验结果显示：松土可达土壤深度20cm。这完全满足了一般农作物的松土深度。
1.3 超声处理植物根系^[8]
    糖类是植物体内的主要成分之一，可溶性糖主要指的是单糖和低聚糖。磷酸单糖在植物细胞中的含量不高，但它们都是光合作用及呼吸作用过程中的主要中间产物，在代谢过程中极为重要。经超声波刺激后，根系中的可溶性糖含量比对照组高大约29.6%。丰富的蛋白质是细胞进行一系列生理活动的物质基础，经过超声波刺激后，根系中的可溶性蛋白增加了35.3%，高水平的可溶性蛋白质含量保证了细胞旺盛的分裂生长能力，这说明了经过超声波刺激后，植物根部细胞分裂旺盛，生长能力强。
1.4 超声除虫^[9]及促进蚕卵孵化
    用250W－CFS 超声波发生器（中原电子仪器厂出品）匹配自带的清洗槽，果实内已生有虫子的板栗浸在清洗槽里的自来水中，在19.5~20.5kHz下，开机处理15min，结束后去水晾干，保存2周。切开板栗果实检查，长10mm左右的幼虫仍存活，而6mm以下的幼虫死亡。加长处理时间， 虫子的死亡率基本一致。另外，有人曾用类似的方法及设备处理过蚕卵（约半分钟内），直接结果是蚁蚕的孵化时间达到基本一致；追踪结果为比同样条件下长大的成虫做的蚕茧的抽丝率提高。也曾有人试图用超声处理水果（苹果、梨等）中害虫，但大多无果而终。
2 有待解决的问题
    超声波应用于农业是一个相对较早的研究领域，但目前还没有推广使用，仍处于探索阶段，要使之进一步发展应主要从以下几个方面努力。2.1 理论研究完善问题
    超声波产生的生物效应不仅与生物组织受辐照的总剂量有关，更重要的是与照射剂量在空间与时间的分配有关。对于不同生物组织，这些关系有所不同。由于影响因素很多，目前取得的一些实验结果重复性尚不能令人满意，规律性仍有待探索，因而这方面的研究尚有大量工作要做。
2.2 放大问题
    目前,有关超声波产生的生物效应,虽然已在处理量小的情况下应用,但大多属于实验室研究,还缺乏放大使用的中间数据；反映过程的定量化描述,还没有规范化和定量化的尺度,故在超声波刺激生物的生物效应及机理、反应动力学和反应器的放大设计仍需要做大量的、充分的研究工作。
2.3 协同性问题
    虽然超声波在农业生产方面具有极大优势，但超声波对生物体的作用是多方面的，这决定于超声波的频率、强度和作用时间。高强度的超声波会破碎细胞，使酶失活。而低强度的超声波可以促进细胞生长，增加酶活性，这使得超声波在农业中的应用具有双重性。所以，要使超声处理生物体从理论角度来看更合理，应将超声处理与其它处理技术联合使用，这样从技术上可行，经济上更为合理。