植物能產(chǎn)生氫氣，氫氣對植物有作用
植物能產(chǎn)氫氣
植物細(xì)胞能產(chǎn)生氫氣，這種內(nèi)源性氫氣也能對植物細(xì)胞產(chǎn)生作用，補(bǔ)充外源性氫氣也能對植物細(xì)胞發(fā)揮作用。內(nèi)源性氫氣產(chǎn)生應(yīng)該是由氫化酶（Russell et al. 2020)(Fig. 1)。氫化酶和固氮酶是金屬蛋白復(fù)合物，能催化制造氫氣或分解氫氣的可逆代謝過程。在某些激素如生長素、脫落酸、茉莉酸和乙烯等作用下，植物內(nèi)源性氫氣產(chǎn)量增加（Cao et al. 2017)。
例如，豆科根瘤菌作為固氮酶的專性副產(chǎn)物，在生物固氮過程中促進(jìn)根瘤內(nèi)氫氣的生成 (Golding and Dong 2010)。在這個(gè)過程中，氫氣從根瘤中釋放出來，導(dǎo)致根表面周圍氫氣濃度的升高。根際氫氣增加會對植物生長產(chǎn)生有益影響，導(dǎo)致植物生物量增加15-48%，這一現(xiàn)象被稱為氫肥效應(yīng)(Dong et al. 2003)。此外，植物在干旱和鹽脅迫等非生物脅迫條件下，氫氣產(chǎn)量也會增加，表明氫氣可能在脅迫信號傳導(dǎo)中也發(fā)揮重要作用(Zeng et al. 2013)。
植物產(chǎn)氫氣。多種非生物脅迫如干旱等可導(dǎo)致金屬離子、滲透和氧化應(yīng)激指標(biāo)的升高。如果長時(shí)間暴露，可導(dǎo)致生長潛力的降低。氫氣的作用是緩解各種脅迫傷害。通過滴灌、澆灌和水培等方式補(bǔ)充氫氣，可以通過抗氧化、提高抗氧化基因表達(dá)和穩(wěn)定代謝等途徑產(chǎn)生促進(jìn)作物生長的效應(yīng)。
給植物氫氣的方法
有研究發(fā)現(xiàn)氫氣能提高重要經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，但作為一種氣體，氫氣的使用方法相對困難。氫氣密度遠(yuǎn)小于空氣，直接現(xiàn)場使用氣體不切實(shí)際。氫氣是可燃容易爆炸的氣體，從安全角度考慮，存儲和運(yùn)輸也相對復(fù)雜。
（我個(gè)人認(rèn)為，不一定氣體就不可以直接使用，如果把氫氣持續(xù)通入土壤深層，然后靠氫氣在土壤內(nèi)逐漸上升擴(kuò)散，也許是一個(gè)不錯(cuò)的農(nóng)業(yè)用氫技術(shù)。）
圖2 氫氣對植物細(xì)胞的作用。
比較實(shí)用的方法是使用飽和氫水或稱富氫水，這種技術(shù)在氫醫(yī)學(xué)方面已經(jīng)有廣泛應(yīng)用，氫水的制造技術(shù)也比較成熟。高速氫水制備技術(shù)方便用于各種農(nóng)業(yè)灌溉和滴灌技術(shù)。比較常見的技術(shù)是利用氣液混合水泵，在給水提供輸送壓的同時(shí)進(jìn)行氫氣溶解，也有利用其他暴氣和納米氣泡新技術(shù)?？傊畾滢r(nóng)業(yè)需要快速大量高效氣液混合農(nóng)業(yè)適宜技術(shù)。根據(jù)需要，氫水可以稀釋為合理有效濃度使用。
也有利用化學(xué)方法生產(chǎn)氫水，例如用鎂基片劑，但這種片劑會在水中產(chǎn)生氫氣以外的副產(chǎn)物如鎂離子和氫氧根離子。
氫水可以通過灌溉、噴霧和滴灌等方式使用。如果植物是水培或培養(yǎng)基，可以給培養(yǎng)液直接加入氫氣。需要注意的是，氫氣溶解度非常低，很容易從水和液體擴(kuò)散揮發(fā)到周圍環(huán)境。由于氫氣溶解度低，從氫水溶液中揮發(fā)出的氫氣除非在非常密閉空間富集，一般不太容易發(fā)生燃燒或爆炸。但是，為安全加強(qiáng)通風(fēng)仍然應(yīng)該是必要防范措施，特別是在室內(nèi)情況。
氫氣也可用于農(nóng)產(chǎn)品采摘后的保鮮存儲，通過用氫水浸泡、噴灑或噴霧等簡單方式，新鮮農(nóng)產(chǎn)品保存時(shí)間可以明顯延長。氣調(diào)是以改變氣體形式農(nóng)產(chǎn)品保鮮技術(shù)，氣調(diào)使用氫氣也是可行的，但要準(zhǔn)確控制氧氣和氫氣濃度，以避免發(fā)生爆炸。
研究表明，氫水處理可通過降低切花玫瑰和百合葉片的氣孔大小，提高抗壞血酸過氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)，增加活性氧自由基(ROS)清除能力來減少氧化損傷，從而提高切花玫瑰和百合的瓶花壽命和品質(zhì)。過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)都能降低丙二醛(MDA)和電解質(zhì)滲漏(Ren et al. 2017)。
因此，氫氣在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域相對容易使用，但并非沒有問題。要在農(nóng)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，還需要尋求更先進(jìn)的解決方案。固體儲氫材料的發(fā)展為提高氫氣的生產(chǎn)和儲存提供了途徑?？紤]安全性、固態(tài)存儲、便攜式和氫含量大可持續(xù)供應(yīng)氫等因素時(shí)，氫化鎂是一種有希望的低成本、豐富、易獲得的供氫材料(Grochala 2004)。初步研究顯示氫化鎂是農(nóng)業(yè)用氫的理想材料(Li et al. 2020)。另一種潛在方法是使用納米技術(shù)，例如氨硼烷(AB)封裝到二氧化硅介孔納米顆粒(hMSN)的納米膠囊(AB@hMSN)，為持續(xù)輸送氫氣提供了可能選擇。利用材料優(yōu)勢，能讓水中氫氣存留時(shí)間延長，這更有利于氫氣持續(xù)發(fā)揮作用(Wang et al. 2021)。然而，在采用任何新技術(shù)之前，必須考慮到副產(chǎn)品釋放對環(huán)境的影響。
氫力泉吸氫機(jī)采用SPE方式電解技術(shù)核心是，并采用美國杜邦117膜，鉑金鍍層?？蓪?shí)現(xiàn)99.99%以上的氫氣純度。并獲得歐盟CE國際認(rèn)證書及吸氫機(jī)的純度、流量的數(shù)據(jù)檢測報(bào)告，保證吸氫機(jī)輸出氫氣純度高、壓力穩(wěn)定、持續(xù)。
