研究与评论:农业和相关雷竞技苹果下载科学杂志。
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撒母耳Biketi*， MSK Kirui, Samuel Mwonga, Richard Ngumbu和Jackson Rono
Masinde Muliro科技大学生物科学系，邮政信箱190-50100，肯尼亚卡卡梅加
收到日期:23/06/2017;接受日期:28/08/2017;发表日期:09/09/2017
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将菠菜植物暴露在磁场中发芽成熟期为60天。暴露时间分别为10 min、30 min和60 min时，磁通量密度分别为0.5、1.0、1.5和2.0 mT。60天后，用原子吸收分光光度法分析铁、钙、钾、钠、镁和钙的浓度。数据用excel进行分析。(0.5-2) mT的磁通量密度和(10-60)min的曝光时间对菠菜叶片元素组成有显著影响。
磁通密度，米氏菌，原子吸收光谱
矿物缺乏是世界人口面临的主要挑战。大约40%的世界人口，也就是大约20亿人患有糖尿病贫血，而世界上每五个人中就有一人面临缺锌的风险[1］．然而，在发展中国家，主要是非洲，这个问题更加严重。在撒哈拉以南非洲和印度次大陆，几乎90%的孕妇患有贫血。肯尼亚也是面临同样问题的国家之一，35%的5岁以下儿童发育迟缓，4%的儿童体重不足，每10名儿童中就有1名出生时体重过低。这些的成本营养这一问题对肯尼亚造成了深远的成本影响，其中包括:儿童贫血导致成人收入下降2.5%，认知发展受损影响了该国的生产力和死亡率[2］．
磁场暴露在种子、灌溉水和植物上，会对由此产生的植物产生影响。这些变化包括发芽时间的改变[3.-5]种子发芽率[6-8]和暴露在磁场中的种子在生长早期生长更快[9-11］．灌溉用水和向植物施加磁场也已被证明会改变植物的生长和产量的营养价值[12-14］．磁通量密度为10、50、100 mT和暴露时间为0、30、60、180、240和360 min时，红枣中钙、铁、钾和钠的浓度均升高[13］．然而，大多数研究都集中在磁场对植物生长早期阶段的影响，因此有必要研究磁场对菠菜全寿命暴露后元素组成的影响。
主要的理论是用来解释磁场影响植物的是离子回旋理论[15，16]，自由基对机制[17，18]和磁流体力学[19］．在这三种理论中，ICR理论倾向于解释磁场对植物元素组成的影响。ICR理论认为，向植物施加与某些离子共振的磁场，可以加速这些离子进入细胞，从而增加这些元素在植物体内的浓度，也会导致植物由于这些元素的积累而发生一些形态变化[20.，21］．根据ICR理论，频率和磁通密度之间应该有一个匹配，根据以下公式[22］．
其中f是使用的磁场频率，q是离子电荷，m是离子的质量，B是磁通量密度。ICR理论已经被实验所验证，并得到了支持该理论的结果。例如，拟南芥暴露于频率为16Hz、磁通密度为65 μT的环境中，钙离子浓度增加[23］．然而，这一理论与事实相矛盾，实验使用了磁场和频率，而不是ICR所提倡的，并导致了植物元素组成的改变[24，25］．
决定磁场如何影响植物的主要重要因素是暴露的频率、时间。以及磁通量密度和磁场类型[26-29］．这项研究探讨了静磁场的影响，因为早期的研究表明，与交变磁场相比，静磁场更有益或产生更积极的结果[30.-33］．之所以选择(0.5-2)mT的磁通密度，是因为理论上，磁通密度会增加三态的数量，研究这种影响对菠菜中元素浓度的影响很重要[34-37］．
研究场地、播种和管理实践
在Egerton大学(00 22,11.0 " S, 350 55 ' 58.0 " E)的温室中进行了严格的盆栽实验，试验植物为Fordhook Giant Swiss Chard，这是一种菠菜品种，能很好地适应当地的环境条件。在罐子里装满2公斤的土壤，然后种子没有明显的缺陷，昆虫损害和畸形每盆4粒。出苗后，以幼苗健康为标准进行间伐，每盆保留2株。磷(P)施氮量为112 kg/ha，施氮量为224 kg/ha。每天浇水两次，早上和晚上，浇水量取决于土壤的年龄和田地容量。该实验旨在刺激与自然环境相同的生长条件。
磁场暴露
磁通密度由亥姆霍兹线圈系统产生。亥姆霍兹线圈系统由2个线圈组成，每个线圈由1000圈1毫米铜线组成，平均直径260毫米，厚度25毫米，如图所示图1．线圈同轴放置，彼此之间放置的距离为130毫米。将线圈连接到电源，并调整电流以获得所需的磁通量密度。当电流通过线圈时，在线圈的中心产生垂直磁场。植物被放置在线圈的中心，暴露在磁场中。磁通密度由数字高斯仪和霍尔探头测量。
图1所示。显示亥姆霍兹线圈排列的磁通量密度暴露设计示意图。
实验设计与处理
盆栽菠菜连续60天，每天暴露在不同强度的磁通量下。处理在植株出苗后进行。试验设计为完全随机设计(CRD)，共12个处理。处理由两个变量组成，4个水平的磁通量密度和3个水平的持续时间处理(表1)。每个处理设4株，共设3个重复。
| 时间 | 10分钟 | 30分钟 | 60分钟 |
|---|---|---|---|
| 磁 通量密度 |
控制 | 控制 | 控制 |
| 0.5公吨 | 治疗1 | 治疗2 | 治疗3 |
| 1.0公吨 | 治疗4 | 治疗5 | 治疗6 |
| 1.5公吨 | 治疗7 | 治疗8 | 治疗9 |
| 2.0公吨 | 治疗10 | 治疗11 | 治疗12 |
表1。与磁通量密度有关的处理类型。
消解程序和元素浓度的测定
树叶被压碎，在臼里磨碎。干燥后的样品放入万能坩埚中，在电马弗炉中保持温度在400-440℃过夜，采用干灰化法。这种灰化是为了销毁样品中的所有有机物质。从坩埚中取出灰烬，在干燥器中干燥。取1克灰，用conc消化。HNO3.H2所以4和HClO4以10:6:3的比例。消化后的灰烬储存在消毒瓶中，用火焰原子吸收法测定Ca、Zn、Mg、Fe、Na和P光谱学．然后利用标准曲线，得到这些元素的浓度为钾浓度、钠浓度、锌浓度、镁浓度、钙浓度，如图所示图2-6分别。样品中元素的实际浓度是根据原子吸收法(AAS read Black method)得到的结果计算出来的[38］．
图2。钾浓度。
图3。钠的浓度。
图4。锌的浓度。
图5。镁的浓度。
图6。钙浓度。
本研究表明，在磁场作用下，菠菜中各元素的矿物质浓度有特定的变化趋势。钾的矿物浓度在磁场暴露后略有变化，但在(0.5 mT, 10分钟)和(1.5 mT, 30分钟)时显著增加。随着时间和磁通密度的增加，钠离子均有增加的趋势，但除(1.5 mT, 60 min)外，钠离子量较对照少，有抑制作用。锌含量随着暴露时间从2.0 mT向对照组减少而增加，但在(1.5 mT, 10分钟)、(1.5 mT, 30分钟)和(1.5 mT, 60分钟)中有显著增加。随着时间和磁通密度的增加，镁的含量也普遍增加，且(1.5 mT, 10 min)浓度最高。在(1.0 mT, 10分钟)和(0.5 mT, 60分钟)之间，钙浓度增加。
这项研究证实了ICR理论的结论，即当磁场暴露于植物时，存在“窗口”。"窗口"一词曾用来指引起特定反应的磁通量密度和暴露时间的特定组合。在这种情况下，有特定的组合导致每种元素的浓度显著增加。因此，本研究提出上述组合是磁场作用后菠菜植株中元素浓度提高的“窗口”。其他研究提出存在“窗口期”，包括当暴露在特定频率、时间和暴露时间的磁场中时，大脑中的钙离子会增加[39］．
根据离子回旋理论，特定强度和频率的磁场只会增加细胞中的元素组成[40］．这一理论与使用静磁场的结果相矛盾，本研究就是其中之一。然而，这一理论也有被研究证实的元素:就植物中的积累而言，这些特定的离子对磁场的反应不同，这从不同元素浓度的变化中可以明显看出。
尽管据报道，暴露时间是植物暴露磁场的一个变量，但这种趋势总是被忽视。当磁场暴露在植物中时，当使用时间作为特定参数的变量时，在本研究中，元素浓度出现了一种特殊的趋势。这种趋势是特定于每个元素的。磁通量密度对菠菜元素组成有影响。
然而，元素组成的变化也可以用磁原理来解释流体动力学．磁场增加表面张力这对从土壤中吸收离子有影响，从而影响植物中元素的积累[41，42］．
因此，将菠菜暴露在磁场中可以作为一种增加维生素d的方法矿物质这解决了发展中国家的矿物质缺乏问题。然而，磁场如何影响生物系统的机制还需要进一步的研究。
