打造绿色氢农业

近年来，氢气在农业上的应用已逐渐进入人们的视线。氢气对植物生理具有重要调节效应，氢水的杀菌效果可替代部分农药，还能促进果蔬成长、改善土壤环境。可应用于种子萌发、花期调控、农作物产品保鲜等方面，有助提高病虫害抗性、提高农产品品质、减少化肥的使用。

 

在植物学方面，氢气的效应研究才刚刚开始。植物自身能合成氢气，合成的可能方式主要利用氢化酶和固氮酶，细菌等微生物领域都是氢气合成的关键途径。氢气在植物效应方面，主要发现对种子萌发、幼苗生长、不定生根、根伸长、果实保鲜、气孔关闭和花青素的合成等方面具有比较强的作用。氢气还能通过增强抗氧化防御系统来提高植物应对胁迫的能力。



氢气能与一氧化氮、一氧化碳、脱落酸、乙烯和茉莉酸等信号分子协调发挥作用，调节各种非生物胁迫响应基因的表达，也能影响不定根形成和花青素生物合成相关基因表达。将来研究需要重点关注氢气效应分子机制及其与各种细胞信号分子的相互作用。在提高农业生产效率和绿色农业方面，氢气将成为深受欢迎的新手段。

给植物氢气的方法

 

比较实用的方法是使用饱和氢水或称富氢水，这种技术在氢医学方面已经有广泛应用，氢水的制造技术也比较成熟。大规模氢水方便用于各种农业灌溉和滴灌技术。“氢水灌溉技术”是利用设备将水分解成为氢和氧，将含氢分子和氧分子的水进行农作物的灌溉，减少化肥农药的使用，提高农产品产量和品质的一项比较新颖的农业技术。



比较常见的技术是利用气液混合水泵，在给水提供输送压的同时进行氢气溶解，也有利用其他暴气和纳米气泡新技术。总之氢农业需要快速大量高效气液混合农业适宜技术。根据需要，氢水可以稀释为合理有效浓度使用。


氢水可以通过灌溉、喷雾和滴灌等方式使用。如果植物是水培或培养基，可以给培养液直接加入氢气。由于氢气溶解度非常低，从氢水溶液中挥发出的氢气，除非在非常密闭空间富集，一般不太容易发生燃烧或爆炸。但为了安全，加强通风仍然是必要防范措施，特别是在室内情况。



氢气也可用于农产品采摘后的保鲜存储，通过用氢水浸泡、喷洒或喷雾等简单方式，新鲜农产品保存时间可以明显延长。气调是以改变气体形式农产品保鲜技术，气调使用氢气也是可行的，但要准确控制氧气和氢气浓度，以避免发生爆炸。



研究表明，氢水处理可通过降低切花玫瑰和百合叶片的气孔大小，提高抗坏血酸过氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)，增加活性氧自由基(ROS)清除能力来减少氧化损伤，从而提高切花玫瑰和百合的瓶花寿命及品质。