大庆瀚城国际二手房:土壤一植物系统的磁生物效应及其微观机制研究进展

    六十年代以来，随着现代磁学和分子、量子生物学的迅速发展；同时也是应工农业、医药卫生和环境保护等发展的需要．磁生物效应的研究逐渐间学科渗透，其微观机制的探讨由单纯的物理和化学效应走向生物生理和生物化学的研究。当前，磁生物效应的研究重点逐渐集中到磁处理参数及其微观机制的探索

1  土壤一植物系统的磁生物效应

    随着土壤磁学、环境磁学和生物磁学的迅速发展和相互渗透，土壤一植物系统的磁生物效应逐步为人们所认识，并且在农业、环保、医学和生物工程等领域得到愈来愈广泛的应用。

1·1  磁处理对微生物和酶活性的影响

    磁处理对微生物生长和特性的影响，国内外已有不少报导：研究表明，磁场对细菌的裂殖并无影响，但对细菌有致死作用，如一家工厂的自来水通过磁化器后，发现大肠杆菌则含量大为降低；磁场还对以改变酵母菌的生长和代谢。我们的研究发现，土壤经不同强度(0．15—0．80T)的均匀恒定磁场处剧5分钟后，土壤呼吸作用强度发生变化，0．15—0．35T磁场可促进土壤呼吸作用，经微生物培养发现土壤细菌菌落数减少，放线菌菌落数增加，但高磁场(0．80T)下土壤细菌和放线菌生长均受到抑制(图1）。
   自1962年Iorfman首次提出磁致催化作用以来，关于磁处理对酶活性的影响时有报导，但不同种类的酶、不同的磁场强度和作用时间所表现出来的磁效应各不桐同。据George Akuyunoglou(1964)的研究，从菠菜叶绿体中提取出来的超氧化岐化酶，2．0T的磁场对它有激活作用，但WeissbIutb及其合作者们(1979)则发现22丁强磁场刘某些酶也无影响。在国内，20世纪80年代后期以来，薛毓华等就磁处理对植物中过氧化物酶和超氧化物岐比酶结构和活性的影响进行了研究、发现磁处理对它们的能带结构和活性会产生影响：磁处理对土壤酶活性的影响研究较少，我们的研究发现，土壤经0．15—0．35T磁场处理5分钟后，转化酶活性提高，而脲酶活性受到抑制，在高磁场(0．8T)下，上壤酶活性均受到抑制；用磁化尾矿和磁化粉煤灰作为土壤磁性改良剂改良桔园红壤也得出了相似的结果。

1．2  磁处理对种子发芽和幼苗生长的影响    

磁场处理或磁水(磁处理水)浸种对水稻、玉米、番茄、烟草、麦类、豆类作物以及杉木种子等都有明显的影响，种子发芽率、发芽势增加，其小以0．3T磁场处理5min或0．5T磁场处理3min的效果为佳。有研究表明、杉木陈种子经0．3T磁场处理5min，其发芽率已接近新鲜种子，比对照提高16．9％，发芽势和胚根生长量分别提高17．5％和89．2％，一定的磁场处理对贮藏多年的杉木种子恢复活力效果明显(图2)。
  磁处理促进种子萌发的微观机制虽不甚明了，但已有研究证明，一方面与磁处理能有效提高a淀粉酶的活性有关．另一方面也与磁处理对种子萌发过程中内源激素的影响有关。据报导，磁场处理后的种子、尤其在种子露白后，GA3、IAA、C丁K含量有较大的提高，ABA活性受到抑制，一般认为GA3的增加能促进种子发芽和胚的生长。
    磁化水对作物生长的影响，表现在种子萌动快、发芽率高、根系发达．营养生长旺盛，作物抗病及抗逆性增强，品质提高。对磁化水引起小麦和番茄生理生化变化的研究表明，磁化水处理后叶绿体的光化学活性提高，光合磷酸化和希尔反应速度加快，硝酸还原酶活性提高．从而促进植物的氮代谢，同时经磁化水处理后果实品质提高．可溶性物质(总糖和有机酸)及多种氛基酸增加
   磁处理对植物的影响，还表现在土壤磁性改良剂对植物生长的良好作用。土壤中施用磁化尾矿和磁化粉煤灰可加速种子萌发，促进幼苗生长，增产效果明显(表1)，而且磁生物效应可持续几个作物季。因此，俞劲炎等提出工矿含铁废渣作土壤改良剂(有人称磁肥)的设想，目前已应用于生产实际。土壤磁性改良剂对植物生长的良好作用，一方面与其改善土壤理化性质有关，另一方面也与其磁生物效应有着密切关系。

3  磁生物效应的微观机制

    磁处理的宏观效应与生物的微观结构和过程相关、只有掌握了它们的规律性，才能更好地认识利用磁生物效应。遗憾的是，目前我们还未能全面地解决这些问题，这里仅根据我们的研究成果，并综合前人的观点，提出磁生物效应可能涉及的若干微观机制和过程。
    磁场影响酶的活性  磁处理对土壤和植物体中酶活性的影响印证了这一事实。因为一些酶(如过氧化物酶、多酚氧化酶等)中具有微量的顺磁性过渡金属原子(或离子)，而这些原子(离子)在两个起重要的作用(如辅基、辅酶)，因此磁场对它们的影响，可能影响到酶的结构的活性等功能；酶促反应中存在者末配对电子，磁场可通过影响反应中间产物的电子自旋状态而影响化学反应的进行。

    磁场影响植物内源激素  植物内源激素在种子萌发和植物生长过程中起着重要的作用，如GA3的增加可促进种子的萌发，而IAA的增加可促进植物的生长。因此，磁处理可以通过影响种子和植物内源激素，从而影响种子的萌发和植物的生长。

    磁场影响生物内的铁磁性矿物  磁场对微生物活性和数量的影响，与生物体内的铁磁性旷物有关。近20午来研究证明，在自然温度和压力下，生物体内的磁铁旷的合成不但是可能的，而量是普遍存在的。迄今为止，文献报导的能合成磁铁矿的生物有细菌、藻类、蜜蜂、鸽子、甲贝、鲸甚至人，由于生物体内铁磁性矿物的存在，因而对磁场具有特别的敏感性，当外界磁场变化时，有可能对生物的活动产生影响。

    磁场影响电子传递  土壤和生物体中的氧化作用、还原作用和水解作用等，从微观过程看，都包含电子的传递过程，这些电子传递都会受到磁场的影响、从而影响与电子传递相关的生化或化学过程。

    其他  磁场影响水的缔合度、溶解力和渗透力，改变其物理和化学性能，同样对于生物体内的水的影响也有相似的作用。另外，磁场还可影响生物体的自由基活动，种子萌发过程中会伴随着自由基的产生、转移和消失，因此，磁场促进种子萌发可能也与磁场影响自由基活动有关。