植物能产生氢气，氢气对植物有作用
植物能产氢气
植物细胞能产生氢气，这种内源性氢气也能对植物细胞产生作用，补充外源性氢气也能对植物细胞发挥作用。内源性氢气产生应该是由氢化酶（Russell et al. 2020)(Fig. 1)。氢化酶和固氮酶是金属蛋白复合物，能催化制造氢气或分解氢气的可逆代谢过程。在某些激素如生长素、脱落酸、茉莉酸和乙烯等作用下，植物内源性氢气产量增加（Cao et al. 2017)。
例如，豆科根瘤菌作为固氮酶的专性副产物，在生物固氮过程中促进根瘤内氢气的生成 (Golding and Dong 2010)。在这个过程中，氢气从根瘤中释放出来，导致根表面周围氢气浓度的升高。根际氢气增加会对植物生长产生有益影响，导致植物生物量增加15-48%，这一现象被称为氢肥效应(Dong et al. 2003)。此外，植物在干旱和盐胁迫等非生物胁迫条件下，氢气产量也会增加，表明氢气可能在胁迫信号传导中也发挥重要作用(Zeng et al. 2013)。
植物产氢气。多种非生物胁迫如干旱等可导致金属离子、渗透和氧化应激指标的升高。如果长时间暴露，可导致生长潜力的降低。氢气的作用是缓解各种胁迫伤害。通过滴灌、浇灌和水培等方式补充氢气，可以通过抗氧化、提高抗氧化基因表达和稳定代谢等途径产生促进作物生长的效应。
给植物氢气的方法
有研究发现氢气能提高重要经济作物产量和质量，但作为一种气体，氢气的使用方法相对困难。氢气密度远小于空气，直接现场使用气体不切实际。氢气是可燃容易爆炸的气体，从安全角度考虑，存储和运输也相对复杂。
（我个人认为，不一定气体就不可以直接使用，如果把氢气持续通入土壤深层，然后靠氢气在土壤内逐渐上升扩散，也许是一个不错的农业用氢技术。）
图2 氢气对植物细胞的作用。
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。高速氢水制备技术方便用于各种农业灌溉和滴灌技术。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。
也有利用化学方法生产氢水，例如用镁基片剂，但这种片剂会在水中产生氢气以外的副产物如镁离子和氢氧根离子。
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。需要注意的是，氢气溶解度非常低，很容易从水和液体扩散挥发到周围环境。由于氢气溶解度低，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。但是，为安全加强通风仍然应该是必要防范措施，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和品质。过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)都能降低丙二醛(MDA)和电解质渗漏(Ren et al. 2017)。
因此，氢气在农业领域相对容易使用，但并非没有问题。要在农业中得到广泛应用，还需要寻求更先进的解决方案。固体储氢材料的发展为提高氢气的生产和储存提供了途径。考虑安全性、固态存储、便携式和氢含量大可持续供应氢等因素时，氢化镁是一种有希望的低成本、丰富、易获得的供氢材料(Grochala 2004)。初步研究显示氢化镁是农业用氢的理想材料(Li et al. 2020)。另一种潜在方法是使用纳米技术，例如氨硼烷(AB)封装到二氧化硅介孔纳米颗粒(hMSN)的纳米胶囊(AB@hMSN)，为持续输送氢气提供了可能选择。利用材料优势，能让水中氢气存留时间延长，这更有利于氢气持续发挥作用(Wang et al. 2021)。然而，在采用任何新技术之前，必须考虑到副产品释放对环境的影响。
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