??電在自然界里無處不在，地球上的所有動物都需要電，因為動物的神經(jīng)信號是電信號，人類的每一個思想都伴隨著神經(jīng)元放電。所以很自然的，一些科學(xué)家猜想，電或許也和植物的生長有關(guān)。不過，由于植物沒有神經(jīng)系統(tǒng)，所以它們需不需要電流一直是一個引發(fā)爭議的問題。

但是在2018年8月，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院和國家政府機關(guān)公布了不同氣候、土壤和種植條件下30年電網(wǎng)種菜——電氣栽培實驗的結(jié)果，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院稱這是一次大突破。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院從90年代開始就在試驗電氣栽培。農(nóng)科院的研究者在地面上3米處支起了裸露的銅電網(wǎng)，通入了5萬伏的快速脈沖電流。5萬伏特是一般家庭電壓的200倍。

根據(jù)《南華早報》的報道，該項目的主要領(lǐng)導(dǎo)者之一劉濱疆教授表示，電網(wǎng)中的電流只有一安的百萬分之一，“對植物和附近的人沒有危害”。從戈壁灘到東部沿海的3600公頃大棚參與了中國政府支持的電氣栽培項目。

他們發(fā)現(xiàn)，使用電氣栽培處理后的作物產(chǎn)量上漲了20-30%，而且這個數(shù)字是在減少使用農(nóng)藥70-100%，減少使用化肥20%的情況下得到的。

電網(wǎng)種菜真有這么神奇嗎？

北極極光引發(fā)的電網(wǎng)種菜浪潮

關(guān)于電氣栽培，英國帝國理工學(xué)院的植物學(xué)家Andrew Goldsworthy表示：“學(xué)術(shù)界爭議很大，支持派和反對派誰也說服不了誰。在二戰(zhàn)前，關(guān)于電氣栽培的話題就逐漸銷聲匿跡了?！?/span>

但實際上，美國專利及商標(biāo)局還設(shè)有專門的電氣栽培分類，可以在plant husbandry類目下的1.3條看到電氣栽培的條目。

不過正如Goldsworthy所說，過去許多研究顯示，人工電力的效果不太穩(wěn)定，有時甚至有反效果。

早在1746年，愛丁堡的Dr Maimbray給桃金娘樹枝通了一個月的電，他觀察到它們又長出了新枝條。這個消息傳遍了歐洲大陸，許多人開始模仿，但是結(jié)果不一。

后來在1902年，電氣栽培的先驅(qū)、芬蘭赫爾辛基大學(xué)的地球物理學(xué)家Karl Selim Lemstr?m也注意到，北極極光下的植物生長比溫暖氣候中的植物更為迅速。

這個觀察給了他靈感，他在植物上方搭設(shè)了一個電網(wǎng)，電網(wǎng)產(chǎn)生每米10千伏的電壓。Lemstr?m發(fā)現(xiàn)，在電網(wǎng)下植物生長欣欣向榮，產(chǎn)量是預(yù)期的1.5倍。在1904年他將這項關(guān)于電氣栽培的研究發(fā)表了出來。

Lemstr?m的研究引發(fā)了歐洲許多國家的效仿。

1900年《自然》的一項報道指出，俄羅斯的一些科學(xué)家曾經(jīng)用電氣法對櫻桃和大麥的種子進行了催芽處理，效果不錯。

俄羅斯工程師V.A.Tyurin的研究發(fā)現(xiàn)，種子通了電以后，長得比沒通電的種子更快更好。他還在土里埋上用電線相連的銅板和鋅板種菜，這樣種出來的土豆的重量是普通土豆的3倍，胡蘿卜直徑可以長到25厘米那么粗。

另一位俄羅斯工程師M.Spyeshneff則在莊稼上面架設(shè)了一個電網(wǎng)。他發(fā)現(xiàn)，在電網(wǎng)下大麥的生長和成熟速度加快了12天。

相互矛盾的英美研究

在Lemstr?m的研究的激勵下，英國帝國理工學(xué)院的植物學(xué)家Vernon Blackman也做了一些類似的試驗。

在1915-1920年間，他也在燕麥、大麥、晚播冬小麥、苜蓿和牧草混合地上架設(shè)了電網(wǎng)，每天給電網(wǎng)通6小時的電，電壓為40-80千伏。

Blackman對電網(wǎng)種菜的效果深信不疑，因為在他的18片試驗田里，有14片的產(chǎn)量增加了，有9片試驗田的產(chǎn)量比預(yù)期高出30%。和沒有通電的種植田相比，上方通電的燕麥和大麥產(chǎn)量增加了22%。后來，Blackman還用交流電替代直流電，得到了類似的結(jié)果。

他還發(fā)現(xiàn)，如果給植物通10皮安（10x10-12安培）的電流，就能促進植物的生長，但是高于10納安（10x10-9安培）的電流則會阻礙植物生長。

雖然這聽起來很瘋狂，但是當(dāng)時的主流社會和學(xué)術(shù)界信以為真，因為Blackman是榮譽教授，而且還是英國皇家學(xué)會會員。

英國農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和糧食部甚至還成立了一個電氣栽培委員會，專門研究電氣栽培的可行性。

委員會成員包括了物理學(xué)家、生物學(xué)家、電氣工程師和農(nóng)業(yè)學(xué)家，其中6位來自皇家學(xué)會，包括一位諾獎獲得者，還有一人是當(dāng)時英國電力委員會主席John Snell爵士。

而電氣栽培委員會得到的研究結(jié)果則好壞摻半，這從研究的18年持續(xù)時長（1918-1936年）以及最后的被迫解散的命運就可以看出來。

1920年，委員會做了12個田地試驗，其中11個得到了積極的結(jié)果，其中8個實驗的增產(chǎn)數(shù)據(jù)是30-50%。不過，接下來的2年的數(shù)據(jù)卻慘不忍睹，因為1920年雨水過多，而1921年又太干旱。

1922年，委員會決定放棄大型實地研究，轉(zhuǎn)戰(zhàn)溫室盆栽。他們把作物種到花盆里，并在上方架設(shè)電網(wǎng)。

那時候，委員會又得到了驚人的數(shù)據(jù)——電氣栽培的作物產(chǎn)量高于控制組，其中一盆增產(chǎn)118%。但是在接下來的13年里，數(shù)據(jù)卻向相反的方向傾斜。比如，在1926年73%的作物減產(chǎn)，1932-1935年間沒有增產(chǎn)的跡象。

而美國同時期由美國農(nóng)業(yè)部主導(dǎo)的一項研究也沒有發(fā)現(xiàn)電氣栽培有什么效果。因此在1936年，電氣栽培委員會被解散。

但是后來，電氣栽培學(xué)陸續(xù)得到了一些支持性的結(jié)果。

1962年，加州大學(xué)伯克利分校的生物醫(yī)學(xué)家Albert Krueger發(fā)現(xiàn)，電離的空氣的確增加了燕麥的蛋白質(zhì)和糖含量。

Goldsworthy本人曾在80年代做過不少電氣栽培的研究，他發(fā)現(xiàn)電氣栽培在某些情況下的確能促進植物生長，但是由于操作非常復(fù)雜，應(yīng)用前景不太明朗。

Goldsworthy和同事Minas Mina用高于天然電流幾倍的人工電流為煙草細胞通電，結(jié)果細胞按照人工電流的方向重新排列（細胞極化）。接著，Goldsworthy和同事Keerti Singh Rathore為尚未分化的煙草細胞通電，電流為1-2微安。結(jié)果，培養(yǎng)皿中煙草的生長速度增加了70%。

事后，Goldsworthy為這種方法申請了專利?？墒撬鼌s沒有得到商業(yè)重視，因為它的操作過于繁瑣了。

不過，如果電氣栽培的確有效，高壓電網(wǎng)附近的植物豈不是應(yīng)該長勢良好？

Goldsworthy說：“有時的確有這樣的零星報告，不過并不能確定這是電場的作用，因為在電線上休息的鳥類可能會給植物‘施肥’?！?/span>

眾說紛紜的理論

和電氣栽培的多舛命運類似，關(guān)于它的原理學(xué)術(shù)界也是眾說紛紜。

植物的確能受到電流的影響。比如氫離子、鈣離子和和鉀離子能夠在植物細胞之間流動，產(chǎn)生的電流大約是每平方厘米0.1微安。

又如，墨角藻的卵子上就有天然的電流，鈣離子會流入細胞的某個特定位點，這個位置最后就會發(fā)育為假根（rhizoid），一種類似于根一樣起到固定和支撐功能的結(jié)構(gòu)。

燕麥苗也有天然的電流，而且電流的方向似乎和燕麥的生長方向有關(guān)，因為燕麥的生長方向總是平行于電流方向。

作為60-70年代活躍在電氣栽培領(lǐng)域的科學(xué)家，英國卡迪夫大學(xué)的植物學(xué)家 G.H.Sidaway認為問題的關(guān)鍵在于光照的周期性（photoperiodicity）——在春季和秋季，植物對電磁場的反應(yīng)不同。

他提出，秋播的作物不適合電氣栽培，因為它們的種子在發(fā)芽時，不會經(jīng)歷春天時多變的氣候條件和土壤條件變化。英國電氣栽培委員會在1925年也注意到了秋播植物不適合電氣栽培的現(xiàn)象。

他說，植物，尤其是生長在干旱環(huán)境里的植物要利用雷雨天的雨水，那些能夠?qū)子晏炜焖俜磻?yīng)的植物能夠更好地生存下來，從而被演化選擇。

雷雨天16千伏/米的電壓梯度是強降雨的良好信號。因此，電氣栽培的有效前提應(yīng)該是雨水的配合，否則只會起到相反的結(jié)果。對于20年代美國電氣栽培實驗的失敗，Goldsworthy的解釋是，試驗植物可能受到了沙塵暴的背景電場的影響。

而關(guān)于電氣栽培的原理，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的解釋是，高壓電能夠殺死空氣和土壤中的細菌和病毒，還會影響植物表面液滴的表面張力，加速水分蒸發(fā)。此外，電場還能促進植物體內(nèi)的粒子運輸（比如碳酸氫鹽和鈣離子），增加二氧化碳吸收和光合作用。

劍橋大學(xué)的植物學(xué)家Mark Tester總結(jié)道，“在實驗室里，植物生長當(dāng)然受到電流的影響，這些電流可能和自然界的閃電類似。但是這背后的機理非常復(fù)雜?！?/span>

不論如何，劉濱疆教授對電氣栽培的未來十分樂觀，“最近的投資都來自私營企業(yè)，我們正在向其他國家，比如荷蘭、美國、澳大利亞和馬來西亞輸出技術(shù)。中國在這方面領(lǐng)先世界?！?/span>

如果電氣栽培真的性價比不錯，你的下一口米飯，可能是電大的哦。