人工雷击可促进香菇的生长

人工雷击可促进香菇的生长

日本岩手大学的研究人员找到了雷击天气对某些真菌的生长产生积极影响的原因。

在一系列实验中,岩手大学的高木孝一(Koichi Takaki)和他的同事证明,人工雷击也可促进香菇的生长。 他们正在开发不用直接轰击香菇栽培床的电刺激技术来生产香菇。

人类很早就发现大气当中的电可以用来促进包括植物,昆虫和老鼠在内的生物的生长。意大利都灵大学的牧师兼物理学家乔瓦尼·巴蒂什·莫尔加尼(Giovanni Battista Beccaria)在1775年发表报告说:“自然界广泛利用大气电力来促进植被生长。”

高木孝一是放电等离子和高压工程领域的专家,致力于在单产低的国家改善香菇栽培。他说:“我们使用高压电击作为刺激,将蘑菇的生长状态从子实体的营养生长改变为生殖生长”。 子实体是高等真菌产生的多细胞的有性产孢结构。

香菇在硬木上生长过程需要一年时间。 首先,在原木中生长着称为菌丝的分支营养丝,并保留在床上。 然后,农民将原木浸入水中1-2天,然后用机械方法将其打碎。熟练地完成此操作后,它会破坏相互联系的菌丝,使香菇进入其生殖繁殖阶段,从而产生所需的蘑菇盖。

在高木孝一的研究中,他发现通过使电流经过香菇原木可以提高产量。 但他仍然想知道为什么自然电风暴会间接影响距离雷电源头几公里远的蘑菇的生长?

他推定这不是纯粹的高压电刺激,而是必须触发其它物理事件并波及到周围的环境中。为了验证这一点,高木的团队研究了更自然的刺激方法。

他们将种植香菇的原木浸入水中24小时,然后将原木与脉冲电压发生器的上下电极偏移3米。 在电风暴中,云中平均会产生3-4次雷击,研究小组对相同数量的电脉冲进行了编程,在电极之间顺序放电。

研究小组在第9、11和13天收获了直径超过50毫米的蘑菇帽,他们记录了子实体的数量和大小。在距离脉冲电压发生器3米处,遭受雷击的原木上收集的蘑菇大约是在同一设施内12米外的原木对照组所产生的蘑菇的2倍。第三组原木每天遭受雷击,时间为一周,它们的产量甚至比仅遭受一次雷击产生的收益更高。

高木孝一解释说:“雷击产生的大电流使温度从室温迅速升高到大约10000°C。温度上升迅速增加了空气的体积,产生了一个冲击波,该冲击波传播到原木内部,然后在原木内部振动,这将使香菇菌丝在原木内移动,打断股线并刺激子实体的形成。”

目前机械刺激方法产生的压力波仅部分渗入原木。高木说:“闪电会产生均匀传播的冲击波,因此可用可控的方式切断菌丝。”

该团队正在努力调整其设备,以便香菇种植行业推广这种技术。为了找到一种更实用的方法,高木孝一的学生试图使用扬声器发出的声音来模拟冲击波。但从初步的实验来看,高木认为声音不够大,无法模仿雷击产生的强烈压力波。

高木孝一说:“我们正在努力开发一种便宜而紧凑的机器,这样,不仅在日本,而且在泰国,印度和尼泊尔的人都可以使用我们的技术。”

《物理学杂志D:应用物理学》刊登了这一报告。


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