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摘要：本研究的目的是调查水的电磁射频处理对辣椒 ( Capsicum annuum ) 植物生长的影响。在这个实验中，一百株一周龄的植物被分成两组。第一组植物每天用受到来自互联网路由器的射频电磁辐射的水浇灌一小时，而另一组用自来水浇灌（对照）。总体结果表明，电磁水浇灌植物的生长特性发生了变化。辣椒植株的长度受到处理水的显着影响，其中在处理水的影响下生长的植物的枝条长度较低（22.43 ± 7.17 厘米）比未经处理的水生长的（28.11 ± 8.57 厘米）。结果表明，对照植物的茎直径（1.74 ± 0.39 cm）显着高于处理植物的茎直径（1.66 ± 0.35 cm）。此外，在处理过的水的作用下生长的植物的根长比没有处理过的水的植物的根长短。用电磁处理过的水浇灌的辣椒植物在 健康指数、鲜重和干重、相对含水量、花果/株数、种子/果数。此外，目前的实验表明，当用电磁处理水浇水时，每株植物的叶、枝和花的数量显着减少。结果表明，与对照组其他植物相比，处理组植物的首次开花时间明显减慢。

 

关键词

 

电磁波,辐射,电磁 水 处理,生长 相关 特性,辣椒 ( Capsicum annuum ) 植物

 

 

一、简介

 

在过去十年中，无线设备（包括路由器）的使用大幅增加，这导致我们生活中暴露于电磁辐射的风险增加 [ 1 ]。电磁辐射由电磁波组成，电磁波是以光速穿过真空的电场和磁场的同步振荡 [ 2 ]。电磁波是一种辐射形式，范围从高能宇宙射线和伽马射线到低能微波辐射和无线电波 [ 3]。路由器设备越来越多地用于全世界的电信。它使用无线电波接收和发送信息，无线电波是一种波长比红外光更长的电磁辐射。无线电波的频率高达 300 吉赫 (GHz) 到低至 30 赫兹 (Hz) [ 2 ]。

 

所有生物都被人造和自然电磁辐射包围。自然背景辐射主要来自三个来源：1）宇宙辐射，2）地面辐射和3）内部辐射[ 4 ]。而人造辐射源是由无线电通信、通信卫星、计算机网络、广播和雷达产生的[ 5 ]。电磁辐射对生命系统的影响取决于暴露组织的特性、功率水平、暴露持续时间、频率以及脉冲或连续波 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。

 

电磁辐射，尤其是路由器发出的辐射，会影响所有生命系统，并以多种方式影响细胞、组织和器官 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]。例如，它们影响哺乳动物 [ 12 ] - [ 17 ]、果蝇 [ 18 ]、蜱 [ 19 ] 两栖动物 [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]、蚂蚁 [ 23 ]、鸟类 [ 24 ]、蜜蜂 [ 25 ] ] [ 26 ] [ 27 ] 和原生动物 [ 28 ] [ 29 ]。

 

此外，已发现电磁辐射会在细胞和分子水平上引起植物的变化 [ 30 ] [ 31 ] 通常，已知电磁辐射会刺激活细胞的生理、细胞学、超微结构和遗传修饰 [ 30 ]。电磁辐射主要作用于细胞膜并影响活细胞中离子的活化和偶极子的极化[ 32 ]。

 

电磁辐射被认为是植物发育的有效胁迫因素[ 33 ]。暴露于辐射通过影响代谢活动、基因表达和生长相关方面来影响植物发育 [ 34 ] [ 35 ] 以及随后暴露植物的过度生长。事实上，这些变化不仅发生在直接受到辐射的组织中，也发生在邻近组织中 [ 36 ]。不同植物物种引起的反应取决于辐射源的物理参数和生物材料的状态，如植被阶段、预处理和环境条件 [ 37 ]。

 

据报道，电磁辐射会影响暴露植物的基本生理过程，例如呼吸作用 [ 38 ]、长距离运输 [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]、光合色素 [ 42 ] [ 43 ]、光合作用 [ 44 ]、激素系统的功能 [ 45 ] [ 46 ]、辐照植物的抗氧化系统 [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]、有丝分裂过程 [ 50 ] 以及生理过程的遗传调控 [ 51 ] [ 52 ]。

 

尽管这种辐射会影响生物体的功能，但关于这个问题的确切知识仍然不足。近年来，关于电磁辐射对生命系统影响问题的报道很多，在其中寻求积极和消极的影响。

 

虽然植物或种子直接暴露于辐射的影响已被证明会改变植物的发育和生长，但间接暴露的影响尚不清楚。由于水对生命系统特别是固着植物的重要性，植物通过水间接暴露于电磁辐射是特别令人感兴趣的。以前的研究表明，水具有独特的电磁和生物物理特性 [ 53 ] [ 54 ]。水在确定生物物体对电磁辐射的响应方面起着重要作用。事实上，水被认为是发生生化反应的主要介质 [ 55]。因此，假设暴露于电磁辐射可能会改变细胞代谢，使用身体的水作为电磁辐射的主要受体 [ 56 ] [ 57 ]。了解水的电磁信息存储、传导和放大机制可能有助于我们识别生命系统中水中运行的过程 [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]。

 

近年来，许多研究人员已经测试了暴露于电磁辐射对植物生长的影响。然而，关于射频辐射水处理对辣椒植物生长的影响的讨论很少。因此，本工作的目的是研究水的电磁射频处理对辣椒 (Capsicum annuum) 植物生长和形态特征的影响。

 

2。材料和方法

 

目前的研究于 2019 年 2 月至 7 月进行，为期 200 天。辣椒幼苗因其对农业和食品工业的经济重要性而被选中进行研究。此外，该物种被认为对该地区（加沙地带，巴勒斯坦）具有经济和文化重要性[ 35 ]。

 

2.1。植物处理和生长条件

 

一百株一周龄的幼苗在当地从市场上购买，分为两组。第一组植物每天用受到来自互联网路由器的电磁辐射的水浇灌一小时，而另一组用未暴露的自来水浇灌。表 1说明了每组植物的数量和分布。

 

研究开始时，将植物在多细胞塞式播种盘（Riverstone Hydroponic Floating Seeding Tray，100株）中生长2个月（图1（A）和图1（B））。在此期间，使用无任何添加、不含重金属的工业土壤（泥炭藓、SUBSTRATE SUB3 50/50、Nord Agri）。一旦幼苗长到大约是托盘高度的两倍（接近 5 厘米），就将它们小心地从托盘中取出并移植到更大的花盆中。使用了直径10.5厘米、高14厘米的聚丙烯塑料盆【家用网状塑料透明盆】（图1（C））。这段时间之前的确定取决于研究人员在研究地点的观察，当幼苗准备移植时（当根长得足够长，幼苗可以很容易地从整个托盘中推出时）根系统完好）。

 

每个盆中装满 2 kg 已通过 1 cm 筛子的风干土。土壤来自农田。用 13-13-13NPK 肥料（Poly-Feed™，Haifa company，被占领的巴勒斯坦领土）给植物施肥。本研究中使用的 NPK 肥料是从当地农民那里获得的，并按照 Haifa NutriNet™ 公司指南的建议添加 [ 61 ]。NPK肥料的养分含量见表2。

 

在整个实验过程中，用 Roger 杀虫剂（Haifa 公司，被占领的巴勒斯坦领土）对幼苗进行处理。所有受试幼苗均用相同时间和相同数量的肥料和农药处理。将受试胡椒种植到收获所有果实。

 

为了进行这个实验，我们取自来水，分成两份，每组只喝一份。第一组被给予暴露于辐射的水（辐照水）。第二组被给予未暴露于辐射的自来水。使用每天 24 小时插入电源且未关闭的 Wi-Fi 路由器（300 Mbps 无线 N 路由器 TL-WR841N）（图 1 （D））进行水辐照。表 3展示了本实验中使用的路由器的完整规格。

 

为了制备辐照水，将装有水的玻璃烧瓶放置在路由器附近，距离为 5 厘米（图 1（D））。曝光时间为 1 小时，最大功率密度为 170.22 瓦/米2。使用等式（1）计算功率密度。

 

实验组类型	实验组辣椒数量
暴露于 EMR 的水	50
未接触 EMR 的水（对照）	50
全部的	100

表 1。受试组辣椒植株分布。

物品	养分	数量	单元
主要成分	氮 (N)	13	%
	氧化磷（P 2 O 5）	13	%
	氧化钾 (K 2 O)	13	%
微量元素	铁 (Fe)	500	ppm
	锰 (Mn)	250	ppm
	锌 (Zn)	75	ppm
	铜 (Cu)	55	ppm
	钼 (Mo)	35	ppm

表 2。我们实验中使用的 NPK 肥料的养分含量。

 

 

 

图 1。实验装置：（A）和（B）本实验中使用的种子盘：未辐照的CW（对照水），TNW（处理过的普通水）；(C) 辣椒幼苗在 12 m 3塑料容器中生长，用辐照 TNW 和未辐照 CW 生长；(D) 将水样暴露于电磁辐射的过程。曝光时间为 1 小时。

 

磷D=磷不_ _G吨X4 * π*D2(1)

 

在哪里

 

P D = 以瓦特/m 2为单位的功率密度。

 

P out = 天线的输出功率，以瓦特 (W) 为单位。

 

G tx = 天线增益。

 

D = 与天线的距离，以米 (m) 为单位。

 

路由器中的传输平均功率限制为最大 30 dBm（1 瓦）。信号的频率范围为 2.4 至 2.4835 GHz。

 

 

对照水同时保持在同一区域的类似烧瓶中的固定位置，但不进行辐照。在实验期间，每天一次以相同的方式制备新的暴露水样。在我们的实验中，两种水样（辐照和对照）均取自同一个容器并使用同一个玻璃烧瓶。将幼苗保持在受控环境中，每天有秩序地浇水，持续时间在两组相同。研究期间，各组幼苗均经受相同的温度、湿度和大气压力。图 2总结了本研究进行期间的天气状况 [ 62 ]。

 

2.2. 测量增长相关特征

 

在试验阶段结束时，收获每株植物，收集以下数据：叶数、果实数、茎长（从土壤表面到顶端分生组织）、健康指数，最后是芽鲜重和干重。对小、中、大叶进行计数并计入叶数。用尺子和毛细管分别测量每株幼苗的芽长和茎粗。

 

对于鲜重和干重测量，将整株植物（枝条和根）从土壤中分离出来，并用自来水仔细冲洗以去除任何杂质。将植物放在单独的铝箔中，在 60°C 的烘箱中干燥 3 天，然后使用分析天平 (AB204-S;

 

 

 

图 2。当年的天气状况。

 

俄亥俄州哥伦布市梅特勒托莱多）。之后，使用等式（2）计算每种植物的相对含水量（RWC）。此外，使用等式（3）确定健康指数。

 

RW _C=鲜重-干重鲜重× 100(2)

 

健康指数=茎直径茎高×干重(3)

 

2.3. 统计分析

 

使用适用于 windows 的 SPSS 计算机程序 22.0 版 (Statistical Package for Social Sciences Inc, Chicago, Illinois) 对数据进行统计分析。使用 Microsoft Excel 程序 2010 版绘制图表。在正态分布的情况下，应用双尾学生 t 检验来确定假设方差相等的实验组和对照组之间差异的统计显着性。另一方面，在偏态分布的情况下，应用非参数检验（Mann-Whitney 检验）来确定每两组之间差异的统计显着性。在 p < 0.05 时差异被认为是显着的。

 

3. 结果

 

通过辣椒植物的生长特性研究了电磁水处理可能产生的影响。用暴露于电磁辐射的水浇灌第一组植物。第二组用自来水浇灌，作为对照。结果基于两组各 50 株植物。在研究过程中，观察到电磁处理过的水会对辣椒植物的生长产生影响。此外，观察到暴露植物的生长受到刺激，然后受到抑制。图 3-7 显示的结果显示了电磁水处理对辣椒植物生长的总体影响。

 

3.1。电磁水处理对植物长度的影响

 

将对照植物与暴露的对应植物进行比较，从实验的第一阶段开始，肉眼观察不到显着差异。治疗两周后，与对照组相比，治疗组的枝条长度更长，并且这种差异一直持续到第二个月末。经过两个月的处理，与对照组相比，植株长度开始略有增加。

 

对照组植物的芽长在研究开始时略有增加，然后它们的长度急剧增加，直到它们的长度高于处理组。

 

辣椒植株的长度受到处理水的显着影响，在处理水的影响下生长的植物的枝条长度（22.43 ± 7.17 cm）低于未处理水生长的植物（28.11 ± 8.57 cm）（图4（一个））。

 

3.2. 电磁水处理对茎粗的影响

 

当前研究前后辣椒植株茎粗度（图4（B））。结果表明，与对照组相比，用处理过的水浇灌植物时茎的直径减小。在研究结束时，对照植物的茎直径（1.74 ± 0.39 cm）显着高于处理植物的茎直径（1.66 ± 0.35 cm）。

 

 

 

图 3。本研究结束时电磁辐射对辣椒植株生长的影响。(A)-(C) 用自来水浇水；(D)-(F) 用暴露于电磁辐射的水浇水。曝光时间为 1 小时。这是实验的第 200 天。

 

3.3. 电磁水处理对根长的影响

 

研究结果表明，辣椒植物的根长受到处理水的显着影响，其中在处理水的影响下生长的植物的根长低于未处理水（对照）生长的植物。实验结束时各试验组辣椒植株的平均根长（图4（C））。当用受到电磁辐射的水浇灌的辣椒植物显示出与对照相比根长度减少。

 

3.4. 电磁水处理对FW、DW和RWC的影响

 

图 4 (D) 和图 4 (E) 中显示的结果显示了电磁处理水对每个测试植物的鲜重 (FW) 的影响。与对照组相比，经电磁处理的水显着降低了暴露植物的 FW 和 DW。

 

与对照组植物相比，处理过的水显着降低了暴露植物的 RWC（图 4（F））。结果表明，与对照组（未暴露植物）相比，处理组辣椒植株的RWC降低了约10.21%。

 

 

 

图 4。电磁辐射对辣椒植物生长相关方面的影响：（A）植物长度；(B) 茎粗；(C) 根长；(D) 干重；(E) 鲜重；(F) 相对含水量。之前（实验前），之后（本实验结束时）。数据表示为平均值 ± SD。如果 P 值 <0.05，则认为 P 值具有统计学意义。

 

3.5. 电磁水处理对叶片数量的影响

 

本研究表明，暴露于电磁处理水的辣椒植物的叶片数量受到严重影响。将对照植物与其暴露的对应植物进行比较，我们观察到两组之间的叶子数量存在统计学上的显着差异。与用自来水浇灌的辣椒相比，用电磁处理水浇灌的辣椒植物的叶子（46.36±23.17）数量较少（80.50±36.76）（图5（A））。

 

3.6. 电磁水处理对健康指数的影响

 

水的电磁处理对植物健康指数有显着影响。与对照（0.76±0.059）相比，电磁辐射处理水的植物健康指数（0.43±0.056）较差（图5（C））。

 

3.7. 电磁水处理对植物分枝数的影响

 

用电磁处理水浇灌植物对生长阶段每株植物的分枝数有轻微影响。从对照组获得的最高平均分支数（2.75个分支/植物）和从处理组获得的最小平均分支数（2.58个分支/植物）。因此，在两个辣椒组之间观察到的差异并不显着。

 

3.8. 电磁水处理对开花结果的影响

 

与处理组相比，在相对早期的生长阶段观察到对照组辣椒植株的第一朵花的出现。从种植日期到第一次开花的天数受该期间灌溉水的影响。在处理组中，从种植到第一次开花的周期时间（100天）显着高于对照组（93天）。换言之，与对照组中的其他植物相比，处理组植物的第一次开花时间显着减慢。此外，在对照组中，第一次结果所需的天数（104天）比处理组中的其他人（108天）短。

 

3.9. 电磁水处理对花果/植物数量的影响

 

结果表明，电磁处理水影响辣椒果实产量。与对照组相比，处理组的果实数量减少。对这些结果的分析表明，与对照组相比，处理组中辣椒果实的平均数量。在两个辣椒组之间观察到的这种差异并不显着（图6（B））。

 

关于花数，结果表明，与对照（5.92±3.53）相比，电磁处理水减少了果实数量（4.00±2.44）（图6（A））。

 

 

 

图 5。电磁辐射对辣椒植物生长相关方面的影响： (A) 叶数；(B) 健康指数；(C) 分/厂数目；(D) 从种植到第一次开花的天数；(E) 从种植到第一次结果的天数。之前（实验前），之后（本实验结束时）。数据表示为平均值 ± SD。如果 P 值 <0.05，则认为 P 值具有统计学意义。

 

 

 

图 6。电磁辐射对辣椒植物生长相关方面的影响： (A) 花/株数；(B) 水果/植物的数量；(C) 从结果到开花的定量；(D) 水果的鲜重。之前（实验前），之后（本实验结束时）。数据表示为平均值 ± SD。如果 P 值 <0.05，则认为 P 值具有统计学意义。

 

3.10。电磁水处理对结果开花率的影响

 

结果显示，两组在结果开花率方面存在显着差异。据报道，在用处理过的水浇灌的辣椒植物中，结果-开花比得到改善（0.74 ± 0.73），这导致生产的果实数量增加（图 6（C））。

 

3.11。电磁水处理对果实FW的影响

 

结果表明，处理后的水对所产果实（胡椒角）的鲜重有显着影响。处理组平均单果重7.79 g，对照组平均单果重10.78 g（图6（D））。在两组之间，处理组的果实重量最高（20.92 g）。

 

3.12。电磁水处理对种子数的影响

 

在研究结束时，打开每个辣椒果实，计算里面的种子数量。结果表明，每个果实的种子数受处理水的影响。处理组获得的种子数量最少（18 粒种子/果实），而对照组获得的种子数量最多（102 粒种子/果实）。处理组的平均种子/果实数（59.00 ± 16.98 种子/果实）低于对照组（67.44 ± 18.04 种子/果实），但差异无统计学意义（图 7）。

 

 

 

图 7。电磁处理水对种子/果实数量的影响。P 值通过 Mann-Whitney 检验计算，如果 P 值 <0.05，则认为具有统计学意义。

 

4。讨论

 

尽管已经发表了其他关于电磁辐射对植物生长影响的研究，但这项研究首次量化了暴露于家庭路由器发出的电磁辐射的水的影响。以前的研究特别关注以下主题：1）电磁辐射对植物种子暴露于辐射后生长的影响。2）磁水处理对裸露植物生长发育的影响。3）微波水处理对种子或植物的影响。尽管有这些研究，但在研究电磁水处理（路由器发射的电磁射频辐射）对植物生长的影响的研究中仍然非常缺乏。因此，在本节中，

 

本研究旨在探讨暴露于路由器发出的电磁辐射的水对辣椒植物生长发育的影响。两个水样，一个暴露在路由器电磁辐射下，另一个没有暴露，用于浇灌辣椒植物。与处理组相比，用自来水浇水的植物的辣椒芽的发育和生长水平明显更好。研究发现，处理过的水会导致辣椒植物形态发生变化。用电磁处理的水浇灌植物可能会显着改变与生长相关的方面，例如枝条和根的长度、茎的直径、干重和鲜重、叶和花的数量。

 

与对照相比，在处理过的水作用下生长的辣椒植物的枝条长度和茎粗度均最低。研究表明，用处理过的水浇灌的辣椒植株生长较慢，枝条长度和茎粗度明显小于未用处理过的水浇灌的辣椒。这些发现似乎与 Yamabhai 等人所说的一致。[ 63]。他们研究了用电磁场 (EMF) 处理的水对大豆生长的影响。纯化的去离子水通过 1) 沸腾、2) 暴露于微波辐射和 3) 低频电磁振荡分子共振效应技术 (MRET) 进行处理。他们发现，用三种物理处理过的水和自来水浇灌的大豆植株的高度明显低于用未经处理的纯净水浇灌的大豆植株。

 

此外，在 Mikkelson [ 64 ] 的研究中，他表明用微波处理（一种电磁辐射）水浇灌的植物相当茂盛。他得出结论，微波水对植物有害。也在 Saleem 等人的研究中。[ 65 ]，他们提到与未经处理的对照植物相比，用微波水处理植物会显着抑制植物生长。在处理过的植物中，观察到响应微波辐射的生长芽的显着差异。许多工人报告了类似的结果 [ 66 ] [ 67 ]，植物处于压力之下。

 

此外，Alattar 等人的研究也记录了类似的结果。[ 35 ]，他们进行了一项实验，研究微波水对玉米和辣椒幼苗生长的影响。他们发现，用自来水浇水的玉米幼苗比用微波水浇水的玉米长得更快，并且芽长明显更大。

 

另一方面，这些结果与 Shalatonin [ 68 ] 获得的结果不同，后者进行了一项实验来研究暴露于 EM 射频辐射的液态水的生物物理特性及其对小麦籽粒生长的影响。在这项研究中，用暴露在手机电磁辐射下的水浇灌小麦谷物 8 天。暴露时间为1.5小时。他发现，在手机电磁辐射下，用水浇水时，小麦籽粒的发芽和发育会发生显着变化。研究得出结论，用暴露水浇灌的谷物的发育水平和出现的新芽数量明显更好。

 

此外，在 Ozdemir 等人的研究中。[ 69 ]，他们研究了电磁处理硬碱性井水对水质和花卉种子萌发、插条生根和植物生长的影响，并与天然井水、雨水、蒸馏​​水和自来水进行比较。根据发芽试验，水质对非洲紫罗兰和锦紫苏的芽长没有显着影响。一般来说，响应压力因素（如光照、温度、重金属、辐射、缺水和质量）而减少枝条伸长和厚度会导致树木大小和长度减少 [ 70 ] [ 71 ] [ 72]。茎粗度被认为是植物水分状态的最重要指标之一，也是与其他参数相比，树木水分功能变化的第一个生理指标 [ 73 ] [ 74 ]，因此当前研究中的茎粗度波动可能参考处理水浇水后辣椒植株水分状况的变化。

 

在本研究中，电磁处理水显着降低了辣椒植株的 FW。类似的发现证明了 FW 的这种减少，其中植物以直接方法暴露于手机辐射 [ 75 ]。他们报告说，在将种子暴露于手机辐射后，手机辐射显着降低了豌豆 (Pisum sativum) 和胡芦巴 (Trigonella foenumgraecum) 的鲜重。此外，本研究的结果与 Majd 等人的结果平行。[ 33 ] 对于 Satureja bachtiarica L。与对照相比，他们观察到将种子暴露于低频 EMR 后处理样品的鲜重显着下降。

 

结果还表明，水的电磁处理显着降低了辣椒植物的干重。Majed 等人的研究也记录了类似的结果。[ 33 ]。他们发现将 Satureja bachtiarica L. 的种子暴露于低频电磁辐射后干重显着下降。Yamabhai 等人的研究记录了不同的结果。[ 63 ]。他们发现用微波水浇灌的大豆植物的干重明显高于其他类型的水。MRET处理水、炉灶开水和自来水之间没有显着差异。

 

在本研究中，电磁处理水显着降低了辣椒植物的根长。该结果与 Yamabhai 等人获得的结果不同。[ 63 ]。他们发现，用两种类型的 EMF（即微波和 MRET）浇灌的大豆植物的根长大约是煮沸、未处理和自来水的三倍。因此，被电磁辐射灭活的处理过的水可能会抑制特定的生物过程，包括导致抑制辣椒根生长和发育的植物信号通路。

 

电磁水处理似乎降低了 RWC。结果表明，用普通自来水浇灌的辣椒植株的RWC比用裸水浇灌的辣椒植株更好（最高）。在 Alattar 等人的研究中也观察到了同样的差异。[ 34 ]，当他们将玉米、茄子和罗勒植物直接暴露于电磁辐射时。同样在 Sharma 和 Parihar [ 75 ] 的研究中，他们研究了手机辐射对豆科植物根瘤形成的影响。手机发出的辐射对植物种子暴露于这种辐射后的RWC有影响。他们发现RWC随着暴露种子中辐射暴露的增加而降低。

 

电磁水处理减少了每株植物的叶子数量。这些结果与 Alattar 等人获得的结果一致。[ 34 ]，结果显示，与未受 Wi-Fi 辐射的罗勒叶相比，暴露于 Wi-Fi 辐射的罗勒叶数量更多。此外，Zuk-Golaszewska 等人。[ 76 ]，报告说，直接用 UV-B 辐射处理的燕麦和狗尾草植物对每株植物的叶片数产生了最低的显着值。另一方面，Ji 等人。[ 77 ] 对番茄植物进行了一项实验，以研究远红辐射对番茄植物生长的影响。他们揭示了远红辐射显着增加了每株植物的叶子数量。

 

处理过的水的应用对处理过的植物的健康指数有显着影响。在用非暴露水浇灌的植物中注意到健康指数的最高值。在我们的研究中，电磁处理过的水会降低辣椒植物的健康指数，这表明用电磁辐射处理过的水不适合它们的生长[ 78 ]。用电磁处理过的水浇灌的辣椒健康下降被解释为不利的影响以及水分压力。因此，植物已经开发出复杂的机制，以使其结构和生理适应主要的环境条件，包括用电磁辐射处理水。

 

用电磁处理过的水浇灌植物对每株植物的分枝数量影响不大。在对分支数量进行分析后，对照植物和处理过的对应物显示出几乎相同的值。这些发现似乎与 Kakani 等人所说的一致。[ 79 ]，他们进行了一项实验，以研究 UV-B 辐射对阳光照射、受控环境室中棉花的营养和生殖形态的影响。他们发现在 UV-B 处理（0、8 和 16 KJ）之间没有检测到每株植物的分枝数有显着差异。在 Amir 等人的研究中。[ 80 ] 他们表明，从暴露于伽马射线的种子中获得的植物的节和枝数减少，但在对照中，节数最多。

 

辣椒植物的第一次开花和结果受到电磁处理水的显着影响。用电磁处理过的水浇灌辣椒植物会增加第一次开花所需的持续时间，然后延迟结果。在处理组中，从种植到第一次开花的时期时间显着高于对照组。将植物直接暴露于辐射中也记录了类似的结果。例如，王等人。[ 81 ] 发现暴露于较高的 UV-B 剂量会使其开花开始延迟 1 天，并将其开花时间缩短 5 天。在温室中种植的芸苔属和芸苔属植物中，与环境中的 UV-B 相比，增强的 UV-B 也延迟了开花的开始并缩短了其持续时间 [ 82]。然而，其他研究报告了在增强的 UV-B [ 83 ] [ 84 ] 下开花的进展，或者没有发现任何影响，例如小麦 [ 85 ]、番茄 [ 86 ] 或地中海年度马尔科米亚海藻 [ 87 ]。

 

从这些结果可以得出结论，包括辐射暴露在内的环境条件以直接或间接的方式（水分胁迫）影响花芽分化的促进、花器官发育、果实的成熟，最终影响生长、发育、水果作物的产量和质量 [ 88 ] [ 89 ] [ 90 ]。

 

此外，在 Saleem 等人的研究中。[ 65 ]，他们发现微波水处理植物的开花也延迟了。由于花的形成与环境条件有关 [ 91 ] [ 92 ] ，因此处于压力下的植物会导致开花延迟。花发育涉及分子、生化和结构变化的复杂相互作用。然而，关于早期花发育的生理学、果实发育的一般分子方面以及花发育如何与激素作用相协调的信息很少。处于压力下的植物由于开花形成而导致开花延迟，因为它与不同的环境条件有关[ 91]。压力引起的开花抑制可归因于生物过程的破坏[ 67 ]。

 

在电磁处理的水中，每株植物的果实和花朵数量受到很大影响。电磁水处理影响每株植物的平均果实和花数，与对照组相比，处理组的数量更多。结果显示，两组在结果开花率方面存在显着差异。据报道，与对照植物相比，用处理过的水浇灌的辣椒植物的结果-开花率有所提高。用电磁处理过的水浇灌植物会减少花数、坐果数，最后会减少每株植物的果实产量。当直接暴露于辐射时，也提到了类似的结果。例如，在 Amir 等人的研究中。[ 80] they revealed that number of fruits/plant in treated group (treated group: plants obtained from the seeds treated with gamma rays) was significantly decreased as compared to control.

 

还有巴比尔等人。[ 93 ]，UV-B 辐射影响花的大小和数量。此外，在 Van de Staaj 等人的详细研究中。[ 94 ]，表明在 UV-B 剂量 (6 KJ∙m -2 ∙day -1 ) 下的生长导致花数减少。Petropoulou 等人的研究报告了不同的结果。[ 87 ]，他们没有发现覆盖范围内的 UV-B 水平对地中海物种 Mertensia maritima 的花数量有显着影响。超过环境-UV-B辐射显着增加了越橘的开花，而它不影响越橘的花数。在王等人的研究中。[ 81] 他们发现暴露于较高的 UV-B 剂量不会影响总花和种子数量、种子/果实或果实与花的比例。直接或间接暴露于辐射会导致植物应激并影响营养组织和植物形态，包括花期和花朵的结构和数量 [ 95 ] [ 96 ]。最近，Kalaitzoglou 等人。[ 97 ] 报道说，额外的远红辐射增加了番茄植株在营养生长期的每株果实数量。

 

结果表明，处理后的水对所产果实（胡椒角）的鲜重有显着影响。对照组生产果实的FW高于处理组。Kumar 等人报告了类似的结果。[ 98]，他们处理了 cv 的木瓜种子。Pusa Dwarf 用不同剂量的伽马射线（05、10、15 和 20 krad）观察处理对木瓜果实品质的影响。结果表明，与对照相比，用伽马射线处理的种子获得的果实鲜重明显最小。处理植物中果实的 FW 减少可能是由于种子数量、大小和重量的减少。另一方面，增加对照组的果实重量，因为果实有足够的时间成熟和成熟，因为没有延迟开花和结果时间，最终导致果实大小和重量增加[ 99 ]。

 

结果表明，每个果实的种子数受处理水的影响。在当前实验结束时，我们发现处理组的平均种子/果实数低于对照组的植物。Amir 等人的研究报告了类似的结果。[ 80 ]，当他们进行一项实验以评估不同剂量的伽马射线对 Abelmoschuses culentus 各种形态方面的影响时。结果表明，与其他剂量相比，对照时每个果实的种子数最大，对照中种子的鲜重和干重增加。我们假设每株植物的种子产量低是由于处理过的植物中果实的重量或数量小。

 

作者根据前人的研究和本研究的结果，解释了电磁辐射对水的主要作用机制以及电磁处理水对植物生物过程的生物活性机制。通过电磁辐射对水的处理会引起水的化学、物理、物理化学和生物物理性质的变化，从而产生特定的功能。由于水在决定植物对辐射的反应方面起着重要作用，并且被认为是生化反应的主要介质，因此可以认为暴露于电磁辐射可能会改变细胞代谢，利用细胞的水作为辐射的主要受体。电磁辐射影响暴露细胞中离子的活化和水的极化。此外，它们影响细胞膜的通透性和离子的活性及相关功能，从而破坏细胞内离子浓度的平衡，改变细胞内的pH值。因此它们影响mRNA质量、酶活性、基因表达、蛋白质生物合成。结果，暴露植物的表型、基因型、生长特征和各种功能都会发生变化，例如种子的萌发、根和芽的生长、产量参数、生产力、繁殖、叶绿素含量、分生组织细胞的生长。

 

5. 结论

 

通过辣椒植物的生长特性研究了电磁水处理可能产生的影响。总体结果表明，电磁水浇灌植物的生长特性发生了变化。用电磁处理水浇灌的辣椒植株在芽和根长、茎粗、健康指数、鲜重和干重、相对含水量、花和果实/植物数量以及种子/果实数量方面表现出显着降低。此外，与用自来水浇水的相比，用电磁处理水浇灌的辣椒植物的叶子数量较少。结果表明，与对照组其他植物相比，处理组植物的首次开花时间明显减慢。还，第一次结果所需的天数比治疗组中的其他人短。据报道，用处理过的水浇灌的辣椒植物的结果-开花率有所提高。

 

致谢

 

我们衷心感谢 IUG 生物与生物技术系、东加沙教育局和教育部科学研究委员会的优秀工作人员，感谢他们以必要的设备和实验装置持续支持这项研究。作者衷心感谢 Anwar Shaladan 博士、Afnan Radwan 夫人、Awatef Hammad 夫人和 Etaf Hammad 夫人为开展目前的研究工作提供了必要的设施。

 

利益冲突

 

作者声明与本文的发表没有利益冲突。

 

参考

 

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