全 文 ：影响沿阶草释放负离子的 3种因素分析
辛桂亮 1，2，孟伟 2，夏青 1，黄龙飞 1，郑金贵 1
（1.福建农林大学农产品品质研究所，福州 350002；2.福建农林大学园林学院）
摘 要：以盆栽沿阶草为材料，在密闭玻璃箱内探究不同因素对沿阶草释放负离子的影响。实验结果如下：（1）常态下，遮光处
理是光照处理时负离子浓度的 1.70倍，在施加电压刺激时，与光照处理相比，遮光处理负离子浓度降低 45.86%。（2）在 8 kV电
压刺激条件下，6种类型土壤栽培的沿阶草释放的负离子浓度具有显著性差异，土壤更有利于沿阶草高效地释放负离子。（3）
沿阶草经 8 kV电场作用后，随着植物叶片气孔开合度的增大和气孔的密度减小，释放负离子的能力增强。
关键词：沿阶草；负离子；土壤；气孔
中图分类号：Q948.1 文献标识码：A 文章编号：1002-2090（2014）02-0001-07
Factor Analysis of Affecting Ophiopogon japonicus on Releasing Negative Air Ions
Xin Guiliang1，2，Meng Wei2，Xia Qing1，Huang Longfei1，Zheng Jingui1
（1. Agricultural Product Quality Institute，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002；
2. College of Landscape Architecture，Fujian Agriculture and Forestry University）
Abstract:The potted plant of Ophiopogon japonicus in sealed glass box was used as experiment material to study the effects of
different factors on the germination of negative air ions. The results were as follows：（1）Under normal condition，the negative air ions
concentrations of Ophiopogon japonicus under covering treatment was 1.70 times than that of under normal illumination. Compared
with normal illumination by voltage stimulation，the negative ions concentrations of Ophiopogon japonicus under the covering
treatment descended about 45.86%.（2）Under the condition of 8 kV high-voltage stimulation，there was significant difference in the
negative air ions concentrations of Ophiopogon japonicus cultivated in six types of soil（P=0.000<0.01），and loam was best medium
for Ophiopogon japonicus to release negative ions efficiently.（3）After being treated by 8 kV high-voltage stimulation，the ability of
Ophiopogon japonicus in potted soil to release negative ions improved with increase of plant stomata opening degree and decrease of
stomata density.
Key words:Ophiopogon japonicus；negative air ions；soil；stomata
第 26卷 第 2期
2014年 4月
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报
Journal of Heilongjiang Bayi Agricultural University
26（2）：1~7
Apr. 2014
收稿日期：2013-09-25
基金项目：福建省自然科学基金资助项目（2012J05045）。
作者简介：辛桂亮（1988-），男，福建农林大学园林学院 2011级硕士研究生。
通讯作者：郑金贵，男，教授，博士研究生导师，E-mail：417570601@qq.com。
关于负离子在研究内容上，目前主要侧重于户
外环境负离子浓度水平高低、时空变化规律以及资
源的开发利用等[1-3]。而对室内植物释放负离子的研
究除借鉴户外负离子和环境质量评价[4]等方法外，主
要是对植物根系或植物体地上部分施加电场，实现
负离子倍增[5-8]。从这两方面的研究内容来看，均缺少
对植物释放负离子的机理研究。因此，鉴于沿阶草特
有的文化内涵和较高的室内观赏价值，实验以沿阶
草为材料，从光照、土壤、气孔等 3角度，探究沿阶草
释放负离子的机理。
1 实验材料与方法
1.1 植物材料
实验所采用的植物材料为百合科沿阶草属的沿
阶草（Ophiopogon japonicus），其生长势和株龄一致，
共 12盆。
doi:10.3969/j.issn.1002-2090.2014.02.001
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 第 26卷
1.2 实验仪器
1.2.1 离子测量仪 DLY-4G232型离子测量仪
RS-232接口，连接计算机直接读取数据。
1.2.2 SMZ-DV320生物显微镜
植物叶片表皮气孔观测采用重庆奥特 OPTEC
品牌 SMZ-DV320生物显微镜。
1.2.3 高压脉冲发生仪
性能参数如下：输入电压：AC220 V（50 Hz）；最
大输出功率：20 W；输出电压 Um：8 kV；输出脉冲宽
度 Τ范围：50 ms；输出脉冲频率 φ范围：1 Hz。
1.2.4 实验场地设计
用有机玻璃制成 80 cm×80 cm×80 cm规格的玻
璃箱，厚度 4 mm，在箱体的其中一个侧面截取一个
104 mm×104 mm的正方形小口，使该方形小口与离
子测量仪的测量进风口大小相吻合，未测量时则用
略大于小口的方形小玻璃板封闭该小口。见图 1。
1.3 实验方法
在实验室内放置 4个 80 cm×80 cm×80 cm的有
机玻璃箱，实验设 4组：
第一组：玻璃箱内 e位置，摆放植物；用透光性极
差的黑布将玻璃箱完全遮光，用 DLY-4G232型离子
测量仪测量玻璃箱内负离子浓度。均连续测量 15 d。
第二组：同上位置，摆放植物；不做遮光处理，在
实验室内自然条件下，白天接受太阳散射光，夜间不
提供光源，但受弱的灯光影响，因此 24 h内光照强度
不同。用 DLY-4G232型离子测量仪测量玻璃箱内负
离子浓度。连续测量 15 d。
第三组：同上位置，摆放植物，施加 8 kV高压脉
冲电场，从 2013年 1月 6日至 3月 26日持续电压刺
激实验，用 DLY-4G232型离子测量仪测量玻璃箱内
负离子浓度。并分别在 1月 6日，2月 13日，3月 8日
和 3月 19日取沿阶草叶片。叶片剪取后采用洪亚平
等的方法[8]，取叶片 2～3 cm于 FAA溶液中固定 24 h
后，于水浴锅 60 ℃水中煮 40 min，再用 30%～40%的
次氯酸钠浸泡 24 h，换用蒸馏水，再徒手撕取叶片的
上下表皮，用 0.5%固绿（用 95%的酒精配制）染色，制
成临时装片。制成的临时装片直接在 OPTEC（DV320）
研究用光学显微镜下观察并拍照。叶表皮的观察在脉
间区域进行。数量特征的统计取 10个视野进行统计。
第四组：同上位置，采用不同类型的栽培基质定
植沿阶草，定植 15 d后进行 8 kV电压刺激植物土壤
根系东西向和南北向 4 个位置，每个位置，测定
10 min，读取 600个数据，取平均值。
1.4 数据统计
应用 spss18.0进行多重比较，成对样本 T检验
和方差分析。
2 实验结果
2.1 光照对负离子日变化的影响
2.1.1 自然状态下负离子浓度日变化
在密闭的玻璃室（图 1）内，测量沿阶草在遮光和
未遮光两种条件下负离子的浓度，如图 2。
（a.玻璃箱；b.高压脉冲发生仪；c.探针孔；d.探针；
e.植物；f.测量口；g.离子测量仪）
图 1 测量电刺激时植物释放负离子浓度示意图
Fig.1 Schematic picture of detecting negative air ion
concentrations by the electrical stimulation
图 2 自然状态下遮光和未遮光条件下负离子浓度日变化
Fig.2 Negative air ions concentration changes under natural and electrical stimulation state
时间/h
负
离
子
浓
度
/io
n·
cm
-3
2
第 2期
图 3 电刺激状态遮光和未遮光条件下负离子浓度日变化
Fig.3 Negative air ions concentration changes under natural and electrical stimulation state
遮光时，负离子浓度 24 h均值为-215.20 ion·cm-3，
标准方差 SD=90.77，CV=0.42，随着时间的变化负离
子浓度值在 9：00 和 16：00 时间段出现两波峰，到
16：00达到最大值-469.72 ion·cm-3，最小值出现在
20：00为-150.90 ion·cm-3。
未 遮 光 时 ， 负 离 子 浓 度 24 h 均 值 为
-126.29 ion·cm-3，标准方差 SD=31.24，CV=0.25且负
离子浓度随时间变化较遮光处理波动小，最小值出
现在 11：00 为-82.00 ion·cm-3，最大值在 5：00 为
-166.00 ion·cm-3。从 6：00至 17：00负离子浓度均值
为-105.14 ion·cm-3，从 18：00 至 5：00 负离子浓度
为-147.44 ion·cm-3，对两段时间负离子浓度变化进
行成对样本 T检验，结果 t=0.32，P=0.007<0.01，表明
两段时间内负离子浓度具有极显著性的差异。
对遮光和未遮光两条件下负离子浓度进行配对
样本 T检验，结果 P=0.001<0.01，表明两种条件下负
离子浓度具有显著性差异。
2.1.2 刺激时负离子浓度日变化
在密闭的玻璃室（如图 1）内，观测沿阶草在高压
脉冲刺激时遮光和未遮光两种条件下负离子的浓
度，如图 3。
经描述性统计遮光处理下负离子浓度 24 h总均
值为-161.68万 ion·cm-3，SD=228 194.085，CV=0.14，
负离子浓度随着时间变化先升高后降低再升高，最
小值出现在 13：00为-102.47万 ion·cm-3，最大值在
11：00为-202.05万 ion·cm-3。未遮光处理负离子浓度
24 h总均值为-87.54万 ion·cm-3，SD=317 480.48，CV=
0.36且较遮光处理下负离子浓度值波动大，负离子浓
度随着时间变化逐渐升高，最小值在 13：00为-33.60
万 ion·cm-3，最大值在 11：00为-136.75万 ion·cm-3。
2.2 不同栽培基质对沿阶草释放负离子的影响
用 13 cm×17 cm带边 4号规格的塑料花盆和 6
种不同类型的栽培基质盆栽沿阶草。在盆栽的沿阶
草根际周边土壤的东西向和南北向各取 1点，共 4
个点，插入连接高压脉冲刺激仪的探针，施加高压脉
冲电场，以分析同一盆栽不同位置基质对植物释放
负离子的影响。
2.2.1 珍珠岩栽培基质下沿阶草释放负离子情况
珍珠岩颗粒达到 2.5～7 mm，饱和吸水时重量
450～600 kg·m-3，透水系数为 200 mm·hr-1，有效含
水率高达 45%。定植 21 d 之后，施加脉冲电场刺
激。由表 1 可知，4 个位置负离子浓度均值依次
为 -216.46 万 ion·cm -3，-163.12 万 ion·cm -3，
-171.29 万 ion·cm-3和-344.93 万 ion·cm-3，总均值
-223.95万 ion·cm-3。对四个位置进行多重比较，结果
显示：除位置 2与位置 3之间 p=0.003<0.01；位置 1与
2，位置 1与 3，位置 1与 4，位置 2与 4，位置 3与 4之
间均为 p=0.000<0.01。两者之间均具有极显著性差异。
表 1 珍珠岩栽培基质条件下沿阶草释放负离子量
Table 1 Quantity of negative air ions of Ophiopogon japonicus in perlite cultivation substrate
探针位置
1
2
3
4
1
-200.29±94.10
-128.18±85.37
-123.79±92.55
-299.32±114.79
2
-214.29±109.02
-177.34± 89.65
-187.75±116.35
-355.45±90.05
3
-234.81±137.76
-183.85±93.30
-202.32±96.48
-380.02±76.70
平均值/104 ion·cm-3
-216.46±17.36
-163.12±30.44
-171.29±41.77
-344.93±41.36
辛桂亮等：影响沿阶草释放负离子的 3种因素分析
时间/h
负
离
子
浓
度
/1
04
io
n·
cm
-3
3
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 第 26卷
2.2.2 沿阶草在壤土栽培基质下释放负离子
用土壤孔隙度 0.381 5，土壤比重 2.58 kg·m-3，土
壤容重为 1.597 7 ion·cm-3的壤土栽植沿阶草，定植
21 d之后，施加脉冲电场刺激植株根系。实验结果如
下（见表 2）：4个位置负离子浓度依次为-357.52万
ion·cm-3，-581.71 万 ion·cm-3，-558.59 万 ion·cm-3，
-314.46万 ion·cm-3，总均值为-453.07万 ion·cm-3。对
4个位置负离子浓度值进行多重比较，结果显示：两
两之间均为 P=0.000<0.01，具有极显著性差异。
表 2 壤土栽培基质下沿阶草释放负离子量
Table 2 Quantity of negative air ions of Ophiopogon japonicus in loam cultivation substrate
探针位置
1
2
3
4
1
-321.33±128.06
-575.75±125.11
-493.58±102.57
-306.62±105.65
2
-386.98±95.11
-582.94±120.48
-584.44±117.99
-316.41±111.80
3
-364.27±107.16
-586.45±130.08
-597.76±122.94
-320.34±119.47
平均值/104 ion·cm-3
-357.52±33.34
-581.71±5.45
-558.59±56.70
-314.46±7.06
2.2.3 沿阶草在沙土栽培基质下释放负离子
用土壤孔隙度 0.567，土壤比重 2.36 kg·m-3，土
壤容重为 1.545 kg·m-3的沙土栽植沿阶草，植 21 d之
后，施加脉冲电场刺激。由表 3可知，4个位置负离子
浓度均值为-16 299.11 ion·cm-3，-18 516.31 ion·cm-3，
-18 516.31 ion·cm-3，-48 199.39 ion·cm-3。总均值
-176.14万 ion·cm-3。对 4个位置负离子浓度值进行
多重比较，结果显示：两两之间均为 P=0.000<0.01，具
有极显著性差异。
表 3 沙土栽培基质下沿阶草释放负离子浓度量
Table 3 Quantity of negative air ions of Ophiopogon japonicus in sandy soil cultivation substrate
探针位置
1
2
3
4
1
-14 876.37±17 279.87
-17 718.14±22 352.09
-64 318.23±64 120.70
-37 352.91±44 002.52
2
-15 385.69±18 259.43
-27 412.48±32 923.55
-65 275.69±66 000.49
-40 303.60±41 609.24
3
-18 635.27±18 954.55
-10 418.30±16 258.85
-67 777.35±69 424.59
-66 941.67±88 791.01
平均值/ion·cm-3
-16 299.11±2 039.14
-18 516.31±8 525.16
-65 790.42±1 786.08
-48 199.39±16 298.20
2.2.4 沿阶草在宝石蓝天然彩砂石栽培基质下释放
负离子情况
应用 25 目规格，表观密度为 1 850 kg·m-3，
堆积密度为 1 650 kg·m-3，含泥量为 0.01%，泥块
含量为 0.01%，含水率为 0.1%，坚固性指标 99.9%
的宝石蓝天然彩砂石栽种沿阶草，植 21 d 之后，施
加脉冲电场刺激。由表 4 可知，4 个位置负离子浓
度依次为 -58.77 万 ion·cm -3，-10.04 万 ion·cm -3，
-9.83 万 ion·cm -3，-4.56 万 ion·cm -3。总均值为
-18.59万 ion·cm-3。对 4个位置进行多重比较，结果
显示：4 个位置离子浓度值两两之间负均为 P=
0.00<0.01，具有极显著性差异。
表 4 宝石蓝天然彩砂石栽培基质下沿阶草释放负离子量
Table 4 Quantity of negative air ions Ophiopogon japonicus in sapphire nature sandstone cultivation substrate
探针位置
1
2
3
4
1
-22.88±22.25
-9.51±10.44
-0.29±1.82
-7.20±6.58
2
-74.52±50.50
-9.67±5.40
-0.64±2.72
-3.43±3.32
3
-78.92±55.21
-10.94 ±16.84
-2.01 ±2.42
-3.04 ±4.22
平均值/104 ion·cm-3
-58.77±31.16
-10.04±0.79
-0.98±0.91
-4.56±2.30
4
第 2期
2.2.5 沿阶草在粘土栽培基质下释放负离子
由表 5可知，用土壤孔隙度 0.534 0，土壤比重
2.47 kg·m-3，土壤容重为 1.150 4 kg·m-3的粘土栽植
沿阶草，负离子浓度依次为-175.44 万 ion·cm-3，
-237.49 万 ion ·cm -3，-293.87 万 ion ·cm -3，
-348.62万 ion·cm-3，总均值-293.33万 ion·cm-3。对 4
个位置进行多重比较，结果显示：4个位置负离子浓度
值两两之间均为 P=0.000<0.01，具有极显著性差异。
表 5 粘土栽培基质下沿阶草释放负离子量
Table 5 Quantity of negative air ions of Ophiopogon japonicus in clay cultivation substrate
探针位置
1
2
3
4
1
-177.11±30.18
-232.54±119.64
-291.36±96.07
-346.50±61.71
2
-161.96±58.57
-239.50±128.25
-293.38±89.38
-349.42±62.70
3
-181.27±36.95
-236.20±124.10
-295.28±91.02
-348.14±61.03
平均值/104 ion·cm-3
-175.44 ±9.20
-237.49±4.01
-293.87±1.91
-348.62±1.69
2.2.6 沿阶草在陶粒土栽培基质下释放负离子
应用直径 5～10 mm，筒压强度为 1.5～4.5 MPa，
堆积密度为 250～400 kg·m-3规格的陶粒栽植沿阶
草。由表 6 可知，4 个位置负离子浓度依次为
-141.18 万 ion·cm -3，-58.37 万 ion·cm -3，-4.06
万 ion·cm-3和 -136.11万 ion·cm-3。负离子浓度总均
值-84.94万 ion·cm-3。对 4个位置负离子浓度进行多
重比较，结果显示：除位置 1 与位置 4 之间 P=
0.267>0.05，两者之间显著性不明显；位置 1与 2，位
置 1与 3，位置 2与 3，位置 2与 4，位置 3与 4之间
均为 P=0.00<0.01，具有极显著性差异。
表 6 陶粒土栽培基质下沿阶草释放负离子量
Table 6 Quantity of negative air ions of Ophiopogon japonicus in ceramsite cultivation substrate
探针位置
1
2
3
4
1
-108.14±83.32
-9.72±15.03
-3.93±5.066
-129.72±91.70
2
-145.12±72.08
-80.15±77.11
-4.07±15.86
-137.24±102.48
3
-170.30±115.24
-85.26±68.93
-4.18±10.47
-141.38±86.19
平均值/104 ion·cm-3
-141.19±25.53
-58.38±42.21
-4.06±4.06
-136.11±5.91
对每种栽培基质下沿阶草释放负离子浓度总均
值进行多重比较，结果显示：6种栽培基质下沿阶草
释放负离子浓度成对样本 T检验均为 p=0.000<0.01，
均有极显著的差异。
2.3 沿阶草释放负离子与气孔数量特征的关系
从表 7分析，对负离子浓度与各指标进行相关
性分析，结果表明：负离子浓度与长度之间呈不显著
的相关性，其 P=0.133，r=0.867；负离子浓度与宽度之
间呈不显著的正相关性，其 P=0.268，r=0.732；负离子
浓度与周长之间呈不显著的正相关性，其 P=0.145，
r=0.855；负离子浓度与面积之间成不显著的正相关
性，其 P=0.189，r=0.811；负离子浓度与长宽比之间同
样呈不显著的负相关性，其 P=0.365，r= -0.635；负离
子浓度与 LS*WS之间也是有不显著的正相关系，其
P=0.202，r=0.798。
表 7 脉冲电压刺激下沿阶草气孔数量特征
Table 7 Quantity properties of Ophiopogon japonicus stomata under the voltage stimulus
处理
自然状态
脉冲电压刺激初期
脉冲电压刺激中期
植株脉冲电压致死
长/mm
17.30±2.55
17.43±1.99
17.73±1.87
17.32±2.63
宽度/mm
5.36 ±2.01
5.42±1.95
5.59 ±2.36
4.85 ±1.37
周长/mm
81.45 ±11.82
81.96±13.63
83.69 ±9.08
80.34 ±11.62
面积/mm2
293.94±124.30
305.63±112.53
311.13±135.70
266.46±90.52
长/宽
3.23
3.22
3.17
3.57
LS*WS
92.75
94.79
99.18
84.03
平均值/ion·cm-3
-83.75±23.7
-90 535.17±11 596.37
-275 982.64±262 372.07
-3 641.99±1 011.93
辛桂亮等：影响沿阶草释放负离子的 3种因素分析 5
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 第 26卷
在 8 kV脉冲电压持续性刺激下叶表皮气孔的
长、宽、周长、长宽比和面积等均呈现先升高后降低
的趋势。以负离子浓度均值来分析，从最低值达到最
大值的持续刺激过程中：气孔长度由 17.30长宽比由
3.23减小至 3.17，气孔开合度提高 1.9%；气孔长度提
高 2.5%；宽度提高 4.3%，面积增大 5.8%。
从表 8可知，沿阶草叶片表皮气孔密度范围为
11.37~21.26个·mm-2，在脉冲电场刺激下，其释放的
负离子浓度增大倍数范围为 43.49~1 325.07倍。对气
孔密度、气孔数量与负离子浓度进行相关性分析结
果如下：气孔密度与负离子浓度有不显著的负相关
性，P=0.210，r=-0.790；气孔数量与负离子浓度也呈
不显著的负相关，P=0.147，r=-0.85。到负离子浓度达
到最大值，气孔密度减小 46.52%，气孔数量减少
46.54%。
表 8 叶片表皮气孔的密度和释放负离子浓度分析
Table 8 Analysis of stomata densities on leaf epidermal and negative air ions concentration
处理
自然状态
脉冲电压刺激初期
脉冲电压刺激中期
植株脉冲电压致死
气孔密度/ mm-2
21.26
20.42
11.37
16.44
气孔数量/ graph-1
5.63±1.66
4.99±1.73
3.01±1.54
4.36±1.66
负离子浓度/ ion·cm-3
-83.75±23.75
-90 535.17±11 596.37
-275 982.64±262 372.07
-3 641.99±1 011.93
负离子浓度增大倍数
-
1 081.12
1 325.07
43.49
3 分析讨论
3.1 光照对沿阶草释放负离子有一定影响
常态下，单株植物或者少量植物所产生的负离
子浓度很低，在常态下最大的值也不超过百[12-13]。实
验结果与上述也较为一致，沿阶草在常态下释放负
离子的浓度值仅为-126.29 ion·cm-3，远难于满足室
内的大部分人群的身体健康[14-15]。而通过改变外界条
件如光照[11]、电刺激[16-17]可使植物产生大量的负离子。
实验结论：（1）在常态下，遮光时负离子浓度是
光照条件下的 1.70倍。对两条件下负离子浓度进行
配对样本 T检验，表明两种条件下负离子浓度具有
极显著性差异。（2）未遮光条件下 6：00到 17：00负
离子浓度均值为-105.14 ion·cm-3，18：00到 5：00 为
-147.44 ion·cm-3，夜间沿阶草释放负离子浓度高于
白天，仍然与上述实验结果一致。（3）由图 3可知，沿
阶草在 8 kV高压脉冲刺激条件下，负离子浓度未遮
光时是遮光时的 1.85倍。因此，光照对在刺激状态下
的沿阶草释放负离子具有很大影响。
理论上由于光照直接影响植物光合作用，而光
合作用过程中的光电效应是产生电子形成负离子的
一个原因。所以，沿阶草在光照条件下应比遮光条件
下释放更多的负离子，而实验所得结果恰好相反，这
与李继育等 [9] 的研究结果相一致。但是连续实验
15 d，遮光处理时间较长，可以基本排除李继育等人
所述的由于短时间遮光造成的这一原因。其次，与
Jun Wang等[11]检测的芦荟在随着光照强度的增高释
放负离子浓度逐渐升高的实验结果也不一致。实验
过程中，遮光 15 d沿阶草叶片出现黄化，明显叶绿素
合成受阻，可能原因是植物体逆境适应的特异表达，
也可能与沿阶草表皮气孔有关系。
3.2 土壤类型对沿阶草释放负离子的影响
关于土壤对植物释放负离子的影响，尤其是对
室内盆栽花卉土壤对植物释放负离子的影响尚未见
报道。由于土壤为植物的生长提供必需的养分、水分
以及热量，因此土壤的理化性质必然影响植物的地
上和地下部分的生长以及植物生理，而植物生理对
植物释放负离子的影响早有论述，如 Tikhonov等[6]和
李继育等[10]曾提出植物产生负离子受植物生理方面
的因素影响较大。6种类型的土壤，在常态下释放负
离子的浓度很低，施加 8 kV脉冲电场刺激时释放负
离子的浓度存在不同，以壤土型沿阶草释放负离子
浓度最高；其后依次为：粘土，珍珠岩，沙土，沙壤土，
陶粒土，宝石蓝天然彩砂石。说明不同土壤类型在某
种程度上影响着沿阶草释放负离子的能力。壤土是
药用植物理想的栽培土壤，更有利于沿阶草的生长，
因此，有利于植株生长的环境在某种程度上可促进
植物高效地释放负离子。
3.3 气孔数量特征与负离子浓度关系
生物电磁学的研究表明：在电场的作用下，植物
体中的电子和离子可能通过气孔蒸腾而发射出来，
或者通过叶尖放电释放负离子[18]。Tikhonov等研究发
6
第 2期
现，通过电场刺激植物时，有大量的超氧阴离子自由
基从叶尖释放出[6-7]，在黑暗中，还可看到叶尖有闪光
现象，证实了叶尖存在一定电压而放电所致，杨运
经[17]等也提出类似的推断。
实验结论：（1）植物经脉冲电场刺激与常态下的
气孔开合度进行比较，气孔开合度提高 1.9%，证实植
物释放负离子的能力与植物叶片表皮气孔的开合呈
正相关，且有密切的关联。沿阶草经持续性刺激后气
孔开合度增大。由此，可以确定气孔的变化，随着电
压刺激时间的加长，与植物释放负离子的能力有很
大关系。（2）对植物叶片表皮气孔密度与释放负离子
能力间的关系进行分析，发现植物释放 NAI的能力
与植物叶片气孔的密度存在联系，分析的结果，气孔
密度越小，释放负离子的能力越强。由此可推断，植
物叶片表皮气孔是植物电击下释放负离子的通道之
一，这与杨运经等[20]、吴仁烨[7]以及 Tikhonov等[6]的研
究的推断相一致。
植物的气孔多数分布在下表皮，根据孔口的裂
开程度可分为四类：闭合、细缝状、稍裂开和完全裂
开，同种植物上的表皮细胞形状、气孔器类型是一致
的[19-20]。气孔的长宽比值反映了气孔的外形，比值越
小（接近 1）就接近圆形，越大（大于 1）就接近于椭圆
形。气孔器等是表皮细胞经过长期演化而来的，是植
物对生长环境的适应性反应[21]。气孔的开关与保卫细
胞的水势有关，保卫细胞水势下降而吸水膨胀，气孔
就张开，水势上升而失水缩小，使气孔关闭[22-23]。
由于气孔与植物体释放负离子具有重要联系，
因此，对沿阶草在外加电场刺激下气孔保卫细胞的
水势进行研究具有重要意义，实验有待进一步深入。
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