富氢水对植物的生长效应及在芽苗菜生产中的应用前景.pdf

2016（9）：31-34 中 国 蔬 菜 专论与综述 CHINA VEGETABLES 富氢水对植物的生长效应及在芽苗菜生产 中的应用前景 田纪元　邬　奇　苏娜娜　魏圣军　崔　瑾 * （南京农业大学生命科学学院，江苏南京210095） 摘　要 ：氢气（hydrogen，H ）是已知最轻的双原子气体分子，作为一种重要的信号分子，参与了植物生长发育的调节和2 植物逆境的修复，引起了人们的广泛关注。本文就富氢水对植物的生长效应，及其在芽苗菜栽培中的应用前景进行了综 述。在环境胁迫（盐胁迫、重金属胁迫、农药胁迫）下，H2 通过提高植物体内抗氧化酶活性来清除过量的ROS、调节内 源NO和激素水平从而缓解胁迫对植物造成的损伤；H2 可以通过提高芽苗菜的次生代谢产物和抗坏血酸含量来提高其营养 品质。 关键词 ：氢气；富氢水；生长效应；芽苗菜；生产；综述 氢气（hydrogen，H ）无色、无味，是已知最 逐渐被人们关注。随后，动物中的研究发现，H2 2 轻的双原子气体分子，质量仅为空气质量的1/14。 是重要的生理调节因子，具有抗氧化、抵御炎症 早在1947年人们就发现高等植物的叶绿体在体外 和细胞凋亡等作用，从而保护细胞和组织免受氧化 培养时能够释放H2 （Boichenko，1947）。Renwick 损伤（Buchholzetal.，2008；Huangetal.，2010）。 等（1964）在黑麦和大麦中发现了相似的现象。随 至此，作为一种新型医疗气体，H2 在动物中的功 后，Torres等（1986）也在萌发的大麦种子、玉米 能得到了广泛研究，但其在植物中生理功能的研究 和冬黑麦中发现此现象。此外，禾谷类作物高粱、 目前为止还比较少。由于H2 具有易燃易爆性，在 水稻和小麦也能释放H2。研究人员在对藻类（莱 实际生产应用中具有很大的局限性。目前比较理想 茵衣藻等）和微生物中H2 释放机理的研究中发现， 的方法是通过一定压强将H2 溶解于水或生理盐水 氢酶（hydrogenase）的存在可能是藻类产生H2 的 中，制成富氢饱和溶液，即富氢水，这样既增加了 主要原因。尽管早期已有诸多的报道表明在高等植 H2 应用的途径，又提高了使用安全性（秦秀军等， 物中存在H2 释放现象，但这一结果并没有引起人 2013）。本文就富氢水对植物的生长效应及其在芽 们足够的重视。 苗菜生产中的应用前景进行了综述。 自从2007年，Ohsawa等（2007）研究发现H2 - 1　富氢水的制备方法及存在问题 可选择性中和过氧亚硝基阴离子（ONOO ）和羟自 V V 由基（·OH），并清除过量的活性氧（ROS），从 在生产应用中，纯净的H （99.99%，/ ）主2 而缓解脑缺血引起的氧化损伤，有关H2 的研究才 要通过以电解水为基础的H2 发生器来制造，将产 生的H2 以不同的流量和时间泵入水中来制备相应 田纪元，硕士研究生，专业方向：气体信号分子，E-mail： 浓度的富氢水（Cuietal.，2013）。该方法操作简单， 2014116010@ 成本低，H2 纯度高，适合广泛应用。但H 在水中2 *通讯作者（Correspondingauthor）：崔瑾，博士，教授，专业方向：光 的低溶解量和易散失性仍然是富氢水在动物医疗和 环境因子及气体信号分子，E-mail：cuijin@ 农业生产中广泛应用的主要限制因素，研发高效的 收稿日期：2016-06-30；接受日期：2016-07-20