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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。
地磁暴的影响
地球的磁场对人体的影响如下：
地球磁场的磁场强度也很低，虽然如此，但它是地球上人与生物的一种物理环境因素，生物在长期的演化过程中，已经适应了这一物理因素，没有什么感觉。
但生物的生存和发展，离不开地球磁场这一因素，当地球磁场的强度发生明显变化时，则会影响生物的活动，甚至是生物的生命活动。
数万年以前的一次地球磁场南北极互换时，有七种生物从地球上消失。
地球磁场与人的生命活动及生活活动有关系，当地球磁场发生明显变化时，有些疾病的发生率增加，或影响病情的变化。
在生物体内有磁性物质，就会产生磁场，即生物磁场。不过，生物磁场的强度是非常微弱的。所以正常情况下地球磁场对人体磁场影响不大。
地磁暴的影响如下：
地磁暴是地球磁场的一种剧烈运动，通常与太阳活动和地球内部的物理化学性质等因素有关。地磁暴会对地球磁场、大气层和生物圈产生广泛的影响。
首先，地磁暴会扰乱地球的磁场。地球磁场是一个复杂的系统，它由地球内部的液态外核产生。当地球磁场受到太阳风等外部因素的影响时，会发生地磁暴。地磁暴会导致地球磁场发生变化，从而影响地球磁场对太阳辐射的屏蔽作用。这会使得更多的太阳辐射进入地球大气层，对大气层和生物圈产生影响。
其次，地磁暴还会影响大气层。太阳辐射进入地球大气层后，会与大气分子相互作用，导致大气层中的化学反应速度加快，产生更多的氧化物和氮化物等有害物质。这些有害物质会对环境和生物产生负面影响，例如对植物生长、动物健康和水质等产生不利影响。此外，地磁暴还会影响大气层的电场，从而影响天气和气候。
第三，地磁暴对生物圈也有显著的影响。许多生物都依赖于地球磁场来导航和寻找食物。当地球磁场发生变化时，这些生物可能会失去方向感或者难以找到食物。此外，地磁暴还会影响植物的光合作用和动物的体温调节等基本的生理过程。因此，地磁暴可能会对生物圈产生严重的负面影响。
最后，地磁暴还会对卫星和通信系统产生影响。地球磁场的变化会导致空间电磁场发生变化，从而影响卫星和通信系统的正常运行。这可能会导致通信中断、导航错误等问题。
综上所述，地磁暴会对地球磁场、大气层和生物圈产生广泛的影响。因此，研究地磁暴的产生原因、预测方法和应对措施对于保护人类生存环境和维护人类社会正常运转具有重要意义。
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