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南京农业大学沈文飙教授团队在氢气植物学效应方面占据超过半壁江山，更为可贵的是，他们不仅致力于氢气对植物各种表型如抗逆，侧根生长等的作用，而且将这种研究写在大地上。大田效应研究类似医学人体临床效应，从证据层次上，是更加确定的效应。尤其是对农作物来说，对主粮主要蔬菜，是涉及民生，涉及社会国家安全的重大问题。那么氢气对大米这种国人主粮产量和品质是否具有作用，能否减少农药化肥使用量，能否提高农业生产效应。这些问题都值得研究和探索的。最近该团队对大田大米的生产进行了全面研究，通过各种指标的检测发现，氢水种植大米，不仅能显著增加产量，还能改善大米的品质。我有幸品尝到他们赠送的大米样品，口感也是一流的。据说专业人士也有这样的评价。另外氢气大米镉含量下降，也是值得关注的问题，因为大米镉容易超标，许多土地受到工业和城市化影响，镉含量比较高，这是严重威胁大米为主粮人群健康的问题。看起来，用氢水浇灌种植大米，可能会成为将来农业新技术的重要方向。
如何利用环境友好技术提高稻田面积和粮食品质是科学界面临的挑战。结果表明，与沟灌相比，以氢纳米气泡水形式施用氢分子能显著提高糙米/粗米和白米的长度、宽度、厚度和千粒重。上述结果与高产相关的代表性基因的转录谱匹配良好，包括细胞增殖的异源三聚体G蛋白β亚基基因(RGB1)、粒宽的粒大小5 (GS5)、粒长和粒宽的小粒1 (SMG1)、粒宽和粒重为粒重8 (GW8)，粒长为粒大小负相关基因GS3 (GS3)的下调。同时，虽然氢水没有改变白米的总淀粉含量，但直链淀粉含量下降了31.6%，这与直链淀粉代谢基因转录本的变化是平行的。特别是白米镉积累量显著降低，达到对照组的52%。这一现象与镉进入植株的转运基因的差异表达有关，包括下调的自然抗性相关巨噬细胞蛋白(Nramp5)、重金属转运ATP酶(HMA2和HMA3)和铁调节转运蛋白(IRT1)，以及镉在籽粒中积累的减少。包括下调的镉。本研究表明，应用氢分子可作为提高水稻产量和稻米品质的有效途径。
关键结果1 部分试验过程图
结果2 氢水大米颗粒大
结果3 氢水大米收成好
大米通常是由糙米加工成精米，这是最常消费的大米形式，超过30亿人将大米作为他们的主要食物，特别是在亚洲、南美和非洲国家。大米富含蛋白质、碳水化合物、维生素、生物活性化合物和有机酸，对人体健康有益。然而，与其他主要谷类作物相比，水稻通常对镉(Cd)的吸收更多，这是一种由土壤污染和酸化引起的毒性很强的重金属。这可能导致稻米中镉的累积量超过最大允许值。直链淀粉含量是决定稻米食味品质的关键因素。因此，避免白米中镉的过量积累，提高大田品质和籽粒品质，特别是选育或生产低直链淀粉含量的水稻，不仅是水稻生产过程中需要考虑的重要问题，也是科学界面临的挑战。
水稻产量和品质的改良通常采用分子遗传选择与杂交相结合的方法，这主要依赖于各种水稻种质资源。改良种质通常与化肥和农药的施用相结合。在过去的25年里，重组基因方法的使用已经被学术上证实是更高效和可靠的，但该技术需要相对困难的批准协议，并面临着消费者的不情愿。在田间使用过量的农药和化肥是另一个问题，因为这些很容易造成严重的环境污染。
氢分子广泛应用于清洁能源领域。虽然氢气()通常被认为是一种生物惰性气体，但以往的研究发现，这种气体可以作为药物的治疗性抗氧化剂。在动物模型和基础临床研究中，科学家逐渐认识到分子氢具有抗炎、抗氧化、抗凋亡的作用。近十年来，人们发现了在植物中的生理功能，包括增强植物对非生物胁迫的耐受性，促进植物生长发育。在上述情况下，可能与包括一氧化氮和硫化氢在内的其他下游气体传递素结合，并调节一些植物激素。在采后贮藏期方面，前期研究结果也表明，在富氢水、熏蒸、或氢氧化镁(一种释放材料)单独应用。由于在营养生长期和收获后具有多种功能，因此可以推断，氢分子在生殖生长和种子发育阶段可能具有显著的影响，而生殖生长和种子发育阶段对作物特别是水稻的生产非常重要。
富氢水(HRW)或盐水是一种典型的氢分子形式，由于其在实验室中的可行性和安全性，被广泛应用于植物和医药领域。的低溶解度和短停留时间限制了其在实践中的广泛应用，特别是在稻田中，但以往的研究结果表明，纳米气泡技术可以应用于水产养殖和环境，因为这种方法可以提高水中目标气体的含量，延长气体在液体中的滞留时间，提高目标气体的利用效率。最近的一项研究进一步发现，氢纳米气泡水(HNW)可以减轻铜在大型水蚤中的毒性，因为它可以增加在水中的溶解度和停留时间，从而有效地提高抗氧化能力。鉴于上述原因，我们在现场试验条件下采用了氢纳米气泡水。
以沟渠水处理为对照，研究氢纳米气泡水对水稻大田品质和籽粒品质的影响及其机理。相关研究结果进一步支持了高值水稻在大田性状、品质性状和品质等方面均有显著改善的观点。重要的是，白米直链淀粉含量和镉积累显著降低。从分子标记基因的转录谱初步评价了相关的分子机制。
