人工雷擊可促進香菇的生長

人工雷擊可促進香菇的生長

日本巖手大學的研究人員找到了雷擊天氣對某些真菌的生長產生積極影響的原因。

在一系列實驗中,巖手大學的高木孝一(Koichi Takaki)和他的同事證明,人工雷擊也可促進香菇的生長。 他們正在開發不用直接轟擊香菇栽培床的電刺激技術來生產香菇。

人類很早就發現大氣當中的電可以用來促進包括植物,昆蟲和老鼠在內的生物的生長。意大利都靈大學的牧師兼物理學家喬瓦尼·巴蒂什·莫爾加尼(Giovanni Battista Beccaria)在1775年發表報告說:“自然界廣泛利用大氣電力來促進植被生長。”

高木孝一是放電等離子和高壓工程領域的專家,致力於在單產低的國家改善香菇栽培。他說:“我們使用高壓電擊作為刺激,將蘑菇的生長狀態從子實體的營養生長改變為生殖生長”。 子實體是高等真菌產生的多細胞的有性產孢結構。

香菇在硬木上生長過程需要一年時間。 首先,在原木中生長著稱為菌絲的分支營養絲,並保留在床上。 然後,農民將原木浸入水中1-2天,然後用機械方法將其打碎。熟練地完成此操作後,它會破壞相互聯繫的菌絲,使香菇進入其生殖繁殖階段,從而產生所需的蘑菇蓋。

在高木孝一的研究中,他發現通過使電流經過香菇原木可以提高產量。 但他仍然想知道為什麼自然電風暴會間接影響距離雷電源頭幾公里遠的蘑菇的生長?

他推定這不是純粹的高壓電刺激,而是必須觸發其它物理事件並波及到周圍的環境中。為了驗證這一點,高木的團隊研究了更自然的刺激方法。

他們將種植香菇的原木浸入水中24小時,然後將原木與脈衝電壓發生器的上下電極偏移3米。 在電風暴中,雲中平均會產生3-4次雷擊,研究小組對相同數量的電脈衝進行了編程,在電極之間順序放電。

研究小組在第9、11和13天收穫了直徑超過50毫米的蘑菇帽,他們記錄了子實體的數量和大小。在距離脈衝電壓發生器3米處,遭受雷擊的原木上收集的蘑菇大約是在同一設施內12米外的原木對照組所產生的蘑菇的2倍。第三組原木每天遭受雷擊,時間為一週,它們的產量甚至比僅遭受一次雷擊產生的收益更高。

高木孝一解釋說:“雷擊產生的大電流使溫度從室溫迅速升高到大約10000°C。溫度上升迅速增加了空氣的體積,產生了一個衝擊波,該衝擊波傳播到原木內部,然後在原木內部振動,這將使香菇菌絲在原木內移動,打斷股線並刺激子實體的形成。”

目前機械刺激方法產生的壓力波僅部分滲入原木。高木說:“閃電會產生均勻傳播的衝擊波,因此可用可控的方式切斷菌絲。”

該團隊正在努力調整其設備,以便香菇種植行業推廣這種技術。為了找到一種更實用的方法,高木孝一的學生試圖使用揚聲器發出的聲音來模擬衝擊波。但從初步的實驗來看,高木認為聲音不夠大,無法模仿雷擊產生的強烈壓力波。

高木孝一說:“我們正在努力開發一種便宜而緊湊的機器,這樣,不僅在日本,而且在泰國,印度和尼泊爾的人都可以使用我們的技術。”

《物理學雜誌D:應用物理學》刊登了這一報告。


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