009專利數據庫>;& gt319實體農業
植物沒有妳想的那麽傻。事實上,科學家們逐漸意識到植物是復雜的有機體——它們能看見東西,包括嗅覺、味覺、觸覺,也許還有聽覺。
愛丁堡大學細胞與分子生物學研究所的安東尼·特裏瓦·維斯教授說:“植物並不像人們想象的那樣愚蠢。事實上,它們的力量在某些方面超過了人類,甚至微小的種子在發芽的過程中也能感受到20種不同的因素。例如壹年中的時間和光線的位置。Seed Leah使用這些因素來確定正確的發芽時間。植物是適應自然環境的專家。捕蠅草(Venus flytrap),最著名的食肉植物,在進化過程中有觸覺,所以當壹只昆蟲經過它的觸角時,它的下巴就會合攏,不幸的昆蟲就會變成罐子裏的烏龜。達爾文是最早指出這種行為模仿動物神經系統反應的學者之壹。
根據達爾文的建議,倫敦大學學院的醫學生理學家約翰。Patten Sanderson將電極綁在捕蠅草上,他發現當捕蠅草的觸須被觸碰時。它會產生類似動物神經沖動的電脈沖。但兩者的反應速度卻大相徑庭:神經沖動在動物體內的傳播速度是每秒100米,而電脈沖在植物體內的傳播速度只有每秒3厘米。也許最令人印象深刻的“快速”反應的例子是生長在婆羅洲雨林中的含羞草,在當地被稱為“癢草”。如果妳觸摸這種草的葉子,它會在幾秒鐘內形成壹個球。20世紀60年代美國壹些大學的實驗表明,含羞草出現這種行為的原因是鈣快速流入其細胞。有17個不同的科,大約1000種植物是有觸覺的。它們的反應能力十有八九是遺傳自細菌,所有植物的祖先。細菌可以通過產生微弱的電信號對刺激做出反應。
植物對觸摸有反應,因為它們認為自己受到了風的襲擊。在北卡羅來納州威克森林大學進行的研究中,生物學家莫迪凱·賈菲教授發現,每天只需觸摸和敲擊莖幹幾秒鐘,就足以增加樹枝的密度。植物覺得它必須增加它的強度來防止風對它的傷害。接觸植物後不到30分鐘,植物的基因就會產生蛋白質,增加體內的鈣含量。鈣的增加相應地導致壹種叫做鈣調素的物質的增加,這種物質可以使植物變得更強壯。
菜農將從這壹發現中受益,因為科學家認為,菜農應該在將幼苗轉移到戶外之前,在溫室中敲打幼苗。
在種植甜菜之前,日本人會將甜菜中的水分去除,並用掃帚拍打,使其更加堅實。美國斯坦福大學的珍妮特·布拉姆(Janet Bram)和羅納德·戴維斯(Ronald Davis)也證明了向植物噴水可以減少多達1/3的生長量,因為植物在感覺到不斷被觸摸時會使用更多的能量來加強莖。
然而,能夠增強莖稈的植物對壹心想要增加產量的農民來說用處不大。每天搖30秒玉米稈模仿風,這樣種出來的玉米比不能被風吹的玉米產量低40%。所以農民最好在無風的溫室裏種植作物。
視覺植物仍然有看的能力。它們可能沒有眼睛,但格拉斯哥大學的分子生物學家Gareth Jenkins通過實驗證明,植物有壹種能感知光線的蛋白質。植物組織中含有名為crytochrome和光敏色素的光敏色素蛋白,可以“區分”光線的強度。這種能力很可能使植物能夠看到我們肉眼看不到的波長,並且具有很高的靈敏度。
植物可以感覺到光線的方向,這使它們知道早上什麽時候“醒來”,它還可以促使它們分泌兩種無色的色素,即沙利度胺和咖啡因,它們可以過濾掉強烈的陽光,充當“防曬霜”,保護植物免受強紫外線b的傷害。
美國農業部的植物生理學家邁克爾·卡斯帕·鮑爾花了30多年時間研究植物如何感知光。他的研究正在給植物的生長方式帶來壹場無意識的革命。幾十年來,農民在防水的黑色塑料溫室中種植作物,以保持水分,保持根部溫暖,防止雜草生長。然而,卡斯帕·鮑爾發現,在植物生長過程中,光的波長和植物的質量和數量甚至可以改善植物的風味和對害蟲的抵抗力。
這是因為對顏色敏感的色蛋白光敏色素可以識別特定波長的光的強度,特別是在紅光和“遠紅外”波長範圍內。雖然“遠紅外”光對光合作用沒有幫助,但它可以讓植物感受到其他植物葉片反射的光。那麽植物就會認為自己被包圍了,處於危險之中,其他植物就會“偷走”至關重要的陽光。它開始爭奪陽光,將原本用於根系生長的能量轉移到增加高度和果實上,從而提高了傳播種子繁殖下壹代的機會。
卡斯帕·鮑爾和他的同事丹尼斯·德克托在野外實驗中使用了不同顏色的醫用塑料薄膜。覆蓋紅膜的植物可以“感覺到”到“遠紅外”光的增加,比覆蓋黑膜的植物生長得更快。改用紅膜,產量提高了20%到50%。
過去專註於西紅柿的科學家現在正在研究塊根植物。卡斯帕·鮑爾總結說,這些植物將受益於種植方法的改變。經過深入實驗,他得出結論:橙色塑料大棚種植的蘿蔔比黑色或透明塑料大棚種植的蘿蔔大。
影片的顏色不僅影響蘿蔔的體積。佐治亞州農業實驗站的羅伯特·威爾金森(Robert Wilkinson)在得知卡斯帕·鮑爾(Caspar Bauer)的研究後,開始研究不同類型的彩色薄膜對蠟質光滑的植物葉片的影響,這些薄膜可以保護植物免受害蟲和酒精、脂肪和碳水化合物中的化學物質的影響。威爾金森說:“令我們驚訝的是,原始光線的細微差異會極大地改變葉表面的蠟質特性。”黑色薄膜減少了蠟的含量,但它可以促進其他抗蟲細胞的生長。
視覺對植物來說非常重要,彩色薄膜甚至能影響水果的味道。卡斯帕·鮑爾和他的同事發現,用彩色薄膜種植的植物味道確實不同。肯塔基州立大學的喬治·安東尼厄斯對種植有藍色、白色和綠色薄膜的蕪菁進行了壹系列蒙眼品嘗實驗。25名實驗者中,除了壹人之外,其他人都說用藍色薄膜種植的蘿蔔味道“令人興奮”;白膜種植的蘿蔔,口感清淡;綠膜讓蘿蔔吃起來“軟軟的”“幾乎是甜的”。因此,植物能感覺和看見。