珠海市2017行政区划图:磁场的生物效应

磁场说大了就是地球对物体的重力了,这对于植物的生长有很重要的作用,因为它关系到植物根的生长方向,而动物当然也重要了,要不我们怎么可能稳定的生活在地球呢?

GOOD QUESTION!

磁场对植物的生物效应的探究

崇明县新光中学 杜逸华 季钰婷 王璐 辅导老师：陈惠德 季达新

提到磁，许多人认为它是很少见的，好像只有磁铁吸引铁，指南针指示南北方向，才同磁有关。其实，在我们的日常生活中，遇到磁和使用磁的事例是非常多的，例如电视机和收音机中都有使用多种磁性材料制成的器件，在各种生产活动中，应用磁性材料和磁场的事例就更多了。例如电动机和发电机在机械能和电能相互转化的过程中，都离不开磁场的作用。科学研究还表明，包括我们人在内的生物也与磁有密切的关系。不但一切生物具有磁性（主要是弱磁性），在生命活动中会产生很微弱的磁场，而且也会受外界磁场的作用，对生命活动产生一定的影响，目前广泛应用的磁疗法，就是利用磁场治疗疾病，达到去除病患，强身健体的作用。很多动物试验，也证实了不同强度的磁场及作用时间的长短，对动物的生长发育产生或正或负的作用。从而我们产生一个问题，磁场对植物的生长发育有没有影响，植物的磁场生物效应究竟有什么规律性，我们对这个课题进行了探究。

一. 探究性实验的设计

我们主要是利用实验的方法进行探究，为得出科学的结论，我们设计两项实验：
第一项：进行磁化水对种子发芽生长作用的实验
实验方法为控制变量法和观察法，具体方法为：用绿豆、黄豆和小麦三种种子，每种种子分为三组，每一组分别用强磁化水、弱磁化水和普通水浇灌，观察其发芽和生长情况。
第二项实验：将三种作物的种子每种分成三组，使它们分别在磁场中发芽生长，统一用普通水浇灌，观察它们的生长发芽的情况。

二．实验过程

1． 实验原理：实验用的绿豆、黄豆和小麦，都很容易催芽，我们研究的重点是观察各试验组的生长发育情况的差异性，主要是观察芽的生长发育的速度和健壮情况。
2． 实验条件
试验用种子：挑选同样粗壮健康的种子 黄豆 千粒重：
绿豆 千粒重：
小麦 千粒重：
试验用水：用普通自来水（经爆气除氯）
试验用磁场强度：a. 用两直径为40mm的硼钴合金环形磁铁两块，强度500mT
b. 用100×30×20mm的条形磁铁两块，强度100Mt
A. 第一项实验
将三种种子设计以后，分别放在九只剪去了上半部分的雪碧瓶中，瓶底钻了几个孔，每种种子分成三组，分别用强磁场磁化过的水，弱磁场磁化的水和未磁化的水进行定时浇灌，在光照等其他条件相同的情况下，观察其生长情况：
表一：磁化水对种子发芽情况的作用纪录

品种 组别 第三天 第四天 第五天 第六天 第七天
长度 发芽率% 长度mm 芽径mm 长度mm 芽径mm 长度mm 芽径mm 长度mm 芽径mm
绿豆 强磁 95 20 0.8 30 1.5 50 1.5 90 2
弱磁 80 10 0.8 12 0.9 20 1 28 1
0 磁 65 8 0.7 10 0.8 15 1 25 1
黄豆 强磁 95 21 1.5 45 2 51 2.5 78 2.5
弱磁 85 15 1.5 35 2 40 2.5 51 2.5
0 磁 70 13 1.3 22 2 25 2 32 2.3
小麦 强磁 85 30 1.5 51 1.7 80 1.8 110 2
弱磁 71 28 1.5 39 1.3 56 1.5 80 2
0 磁 65 20 1.5 22 1.3 29 1.5 40 1.8

实验结果表明，一定强度的磁化水，对植物种子的发芽生长的生物效应是存在的，而且是很显著的，但弱磁场作用的磁化水，对植物种子的生物效应就不十分明显。

（2） 磁场对作物种子发芽生长的探究
分别将三种种子装在雪碧瓶底中，然后置以一定强度的磁场中，用相同的普通水浇灌，在光照、通风等相同的条件下观察各组种子的生长情况。
表二：磁场对作物种子生长情况的作用
品种 组别 第三天 第四天 第五天 第六天 第七天
长度 发芽率% 长度mm 芽径mm 长度mm 芽径mm 长度mm 芽径mm 长度mm 芽径mm
绿豆 强磁 98 22 0.8 36 1.5 53 1.5 94 2
弱磁 92 14 0.8 16 0.9 27 1.2 31 1.2
0 磁 65 8 0.7 11 0.8 17 1 25 1
黄豆 强磁 97 25 1.5 48 2 55 2.5 79 2.5
弱磁 88 18 1.5 39 2 47 2.3 49 2.3
0 磁 75 13.5 1.5 22 1.5 24 2 33 2.3
小麦 强磁 86 22 1.2 33 1.8 45 2 94 2
弱磁 70 13 1.2 30 1.4 37 1.8 65 2
0 磁 65 10 1.0 25 1.3 30 1.6 39 1.8

实验结果：一定强度的磁场对作物种子的作用是十分明显的，太弱的没有作用。而且还发现，在强磁场作用下，使作物性状产生变异，我们发现，在强磁场作用下发芽生根的小麦，它的根部长出了根瘤菌，也就是说，经强磁场作用的小麦，它的性状产生了变异，自己将具有固氮作用，可直接将土壤中的氮元素吸收和固定供其生长用，这在农业生产上的作用是十分巨大的。

三．几点启示

事实是最有说服力的，我们的探究所得的数据，非常明确的显示，磁场对作物的生长发育起相当大的作用，主要表现在：
1． 对电子传递的影响：在植物生命过程中，存在着氧化还原反应，伴随电子的传递过程，而磁场对这个过程产生作用。
2． 对自由基活动的影响：植物的光合作用，种子发芽等伴随自由基的产生、转移和消失，它具有较大的化学活性，它所带的自旋的磁场，与外磁场作用，使自由基活动受影响。
3． 对生物膜通透性的影响：植物的生物膜对钠、钙、钾等离子的主动和被动输送，进行植物的新陈代谢，能量交换，磁场的作用会提高种子的活力。
4． 对蛋白质和酶活性的影响：磁场可以影响酶的活性及新陈代谢。
5． 对遗传基因的影响：DNA具有复杂的双螺旋结构，磁场能对DNA中氢键的变化起作用，从而导致遗传的变异。
我们的试验对农业生产有什么现实意义呢：
a. 可以将种子进行磁场处理，提高种子发芽率和健壮度。
b. 鉴以磁化水对种子的发芽和植物生长的作用，农业生产中可制作磁肥，投资极少，效果明显，为农家增加一种取之不尽的肥源。可减少化肥的使用，培育真正意义上的绿色农产品。
c. 利用我们发现的强磁场可以使植物发生遗传基因变异的现象，可以利用强磁场对种子和作物作用，促其产生变异，培育出良种，这个意义也是十分重大的。
由于我们知识的限制，磁场对植物的生物效应的探究还很初步，但通过这次探究活动，使我们初步了解了进行科学研究的初步方法，这可能是我们最大的收获。

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