科技为农业助力：物理肥的前景探讨（一）

文/李才明(成都理工大学地球物理学教授）

由来及现状

人类认识到氮、钾、磷等对于植物的生长是不可或缺之物后，历尽多代人的努力，研造出多种化学肥料，如氮肥、磷肥等，对提高农作物的产量发挥了极大的作用。但是，化肥引起土壤酸化、板结、肥力下降、受有害物质污染，导致逐步丧失其巨大作用。

随着植物的物理效应被发现，许多国家利用其来增加农作物产量和改善品质，并取得明显效果。比如，给植物施加微弱电流，可以加快植物的新陈代谢，增强光合作用，从而增加产量。原苏联专家用电流处理西红柿，增产10-20%，果实中含有的维生素C也有增加。美国用人造电场种作物，可使棉花增产30%以上，使黄瓜，西红柿增产1倍以上。以上是电效应的例子，在磁效应方面，日本利用比地球磁场高一万倍的磁场处理大豆和菜豆种子，使大豆发芽提早几天，成熟期提早10多天;菜豆也提早10多天成熟。光效应方面：植物不仅具有趋光性，而且对光有选择性，不同植物喜欢不同颜色的光，如小麦、水稻喜欢红色和橙黄色的光，照射这样的光，能使其生长加速。

上述物理场对植物的生物效应，我国许多人进行了比较深入细致的试验研究，证明了国外的科学家们所获结论的可靠性，并对物理场对植物的生物效应的机理提出了自己的认识。本文根据磁、电、重力等物理场对植物生长具有较大的影响，列举一些前人的试验结果，分析其机理及原因，试图借助物理场的作用，通过人们的不断探索与努力，使其对植物生长起类似化肥的有益作用，类似地称为物理肥，以帮助解决农作物施用化肥带来的上述问题。从LED植物生长灯给植物提供光合作用，促进植物生长，缩短植物开花结果的时间，提高产量的实践来看，物理肥的前景是极其光明的。在归纳所获试验结果及认识的基础上，提出几点增强物理肥(磁、电、重力等物理场处理技术)效果的构想和建议。

作物磁效应

如农作物的生物磁效应方面，就有较多的、不同层次的研究人员进行了探索研究，他们当中有农业科技人员、有中学生、有大学教师、研究生等。崇明县新光中学的杜逸华、季玉婷、王璐等同学就在辅导老师陈惠德与季达新的指导下，将绿豆、黄豆、小麦三种种子，每一种分为三组，分别用强磁化水(磁化场强度500mT)、中强磁化水(磁化场强度100mT)、普通自来水(弱磁化水)浇灌，观察种子的发芽及生长情况;再就是使三种种子处在强、中、弱磁场中，都用自来水浇灌，观察种子的发芽及生长情况。试验过程中，保持光照、通风等条件相同。试验结果记录如表1与表2所示。

表1磁化水对作物种子生长情况的作用记录(长度单位：mm)

表2 磁场对作物种子生长情况的作用(长度单位：mm)

结果表明:一、中、强磁化水对种子的生物效应较明显，而弱磁化水则不然;二、中等强度磁场对种子有较明显的作用，而弱磁场对种子的作用不明显，强磁场作用可使农作物性状发生变异，在强磁场作用下发芽生根的小麦，其根部长出了根瘤菌，使其具有固氮作用，直接将土壤中的氮元素吸收和固定供其生长之用，这就相当于增加了土壤的肥力。

大连理工大学物理系的齐凤春也进行了磁场对某些农作物生长影响的实验研究，类似地采用不同强度的磁场对种子磁化(用糊状磁粉包裹种子)、在强磁场环境下观测作物发芽生长、磁化水浸泡种子等方法。以表面平均磁场为1-2mT的磁粉拌种，对菠菜、葱、黄瓜、白菜等四种蔬菜的实验结果表明：除白菜效果不明显外，其余三种实验组的平均株高是对照组的1.57-1.92倍，即受磁化后的蔬菜长势好;取100mT、300mT和 500mT的磁场磁化夏芸豆种子，并做了磁化3天与6天两种情况的对比，结果是：100mT处理种子产值增加了70%，其次是300mT处理种子，而500mT处理种子的收效不明显;磁化3天的效果比磁化6天的好。

齐凤春所做实验结果表明，利用磁场处理农作物种子以促进其生长发育时，要根据不同钟类的作物，采用不同强度的磁场、不同的磁化方法、磁化时间的长短也要试验研究选择最佳时长，以便获得最佳效果。

电子科技大学生物物理学专业硕士研究生陈刚, 在其硕士学位论文工作期间，进行磁场对常见大田作物的影响作试验研究，写出“磁场处理水对常见大田作物的影响及相关分析”论文，获得以下结论与认识：

其所用磁处理方法是将水以一定的流速通过磁场切割磁力线，获得磁场处理水，用来浸种及灌溉玉米、甘蔗、水稻、大豆、小麦等大田作物，同时以对照组作为比较，观测其生长状况，并提取了作物柔嫩叶片中的叶绿体进行傅立叶变换红外光谱分析，对相应种子的蛋白质进行了十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析。实验结果表明，磁场处理水对作物生长发育在一定程度上有促进作用。实验组和对照组的红外谱图在某些位置出现不同的吸收峰，表明磁场处理水对叶绿体内部蛋白质的二级结构有影响。对作物种子中的蛋白质进行SDS-PAGE分析，发现用磁场处理水处理过的种子，其蛋白质的凝胶电泳区带与对照组的区带有一定的差异性。总之，磁场处理水对常见大田作物从宏观及微观水平上来说均有一定的影响。每一种农作物都存在一个最佳磁场作用值，也存在一个磁处理水浸种的最佳条件，此条件可因具体情况变化而变化。

上述试验均表明，磁场对农作物生长发育能起较大的作用，其生物效应的起因主要源于：

1对电子传递的影响：植物生命过程中的氧化还原反应，伴随电子的传递过程，而磁场对这个过程产生作用。

2对自由基活动的影响：植物的光合作用，种子发芽等伴随自由基的产生、转移和消失，它具有较大的化学活性，它所带的自旋的磁场，与外磁场作用，使自由基活动受影响。

3对生物膜通透性的影响：植物的生物膜对钠、钙、钾等离子的主动和被动输送，进行植物的新陈代谢，能量交换，磁场的作用会提高种子的活力。

4对蛋白质和酶活性的影响：磁场可以影响酶的活性及新陈代谢。

5对遗传基因的影响：DNA具有复杂的双螺旋结构，磁场能对DNA中氢键的变化起作用，从而导致遗传的变异。

责任编辑：杨锈祯