仿生抗冻剂助农：寒冬里的绿色希望

仿生抗冻剂助农：寒冬里的绿色希望

引用

36氪

等

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来源

1.

https://36kr.com/p/2658317057229064

2.

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/12/535902.shtm

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https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab442/info92408.htm

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http://www.licp.cas.cn/qjnys/index_new/yjcg_n/zl_n/

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http://www.polymer.cn/sci/kjxw23169.html

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https://www.hgxx.org/CN/Y2024/V52/I12

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https://www.securities.io/zh-CN/%E9%9C%9C%E5%86%BB%E7%9C%8B%E4%BC%BC%E5%B9%B3%E5%B8%B8%EF%BC%8C%E5%8D%B4%E5%AF%B9%E8%88%AA%E7%A9%BA%E8%88%AA%E5%A4%A9%E9%A2%86%E5%9F%9F%E9%80%A0%E6%88%90%E4%BA%86%E4%B8%A5%E9%87%8D%E7%A0%B4%E5%9D%8F%EF%BC%8C%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E7%83%AF%E5%8F%AF%E8%83%BD%E4%BC%9A%E6%94%B9%E5%8F%98%E8%BF%99%E4%B8%80%E7%8E%B0%E7%8A%B6/

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https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10882238/

寒冬时节，一场突如其来的霜冻可能让农民一年的辛劳付之东流。如何保护农作物免受低温伤害，是农业生产中亟待解决的难题。近年来，科学家们从自然界中寻找灵感，开发出一种新型的仿生抗冻剂，为农作物披上了一层“隐形防护衣”。

在自然界中，有些生物具有令人惊叹的抗冻能力。例如，生活在北极的鱼类即使在零下十几度的海水中也能自由游弋；某些昆虫和植物在严寒的冬季依然生机勃勃。这些生物之所以能在极端低温下生存，是因为它们体内含有一种特殊的抗冻蛋白，能够调控冰晶的形成，防止细胞被冰晶刺破。

科学家们受到启发，开始尝试模仿这些生物的抗冻机制，开发出适用于农作物的仿生抗冻剂。这种抗冻剂通过模拟耐寒生物体内的代谢产物，为植物提供高效的低温保护，显著提升了农作物的抗寒能力。

仿生抗冻剂的核心原理是通过降低水的冰点，抑制冰晶的形成和生长。具体来说，它主要通过以下几种方式发挥作用：

1. 降低冰点：仿生抗冻剂中含有类似植物细胞液中糖类和盐分的物质，能够降低水的冰点，使植物在更低的温度下也不会结冰。

2. 调控冰晶生长：通过模拟抗冻蛋白的作用，控制冰晶的尺寸和形状，防止形成尖锐的冰晶结构，从而避免对植物细胞造成损伤。

3. 增强细胞膜稳定性：仿生抗冻剂中的某些成分能够增强植物细胞膜的稳定性，提高其对低温的耐受性。

仿生抗冻剂在农业中的应用前景广阔，目前已在多个领域展现出显著效果：

1. 农作物保护：在寒冷季节，通过喷洒仿生抗冻剂，可以有效保护蔬菜、水果等作物免受霜冻伤害。例如，在苹果种植中使用仿生抗冻剂后，即使在零下10度的低温下，苹果树的花芽和叶片依然保持良好状态，显著提高了坐果率和产量。

2. 种子处理：将仿生抗冻剂应用于种子处理，可以提高种子在低温环境下的发芽率和幼苗的抗寒能力，为农业生产提供更可靠的保障。

3. 设施农业：在温室大棚中使用仿生抗冻剂，可以减少加温成本，同时提高作物品质。例如，在草莓种植中应用仿生抗冻剂后，不仅减少了加热需求，还使草莓的口感和甜度得到提升。

与传统的抗冻剂相比，仿生抗冻剂具有明显的优势：

1. 安全性高：仿生抗冻剂采用天然成分，无毒无害，不会对环境和人体健康造成负面影响。

2. 效果持久：由于其作用机制与植物自身的抗冻机制相似，因此保护效果更持久，不易被雨水冲刷掉。

3. 适用范围广：无论是粮食作物、经济作物还是园艺作物，仿生抗冻剂都能发挥良好的保护作用。

4. 经济效益好：虽然初期投入略高，但因其能显著提高作物产量和品质，从长远来看具有很高的经济效益。

随着全球气候变化的加剧，极端天气事件频发，农业生产面临的挑战日益严峻。仿生抗冻剂的出现，为应对这一挑战提供了新的解决方案。未来，随着技术的不断进步和成本的逐步降低，仿生抗冻剂有望在更大范围内推广应用，为保障国家粮食安全、促进农业可持续发展作出重要贡献。

仿生抗冻剂的研发和应用，不仅体现了人类对自然界的深刻理解，更展示了科技创新在解决实际问题中的强大力量。这一绿色高效的抗冻技术，正在为寒冬中的农业生产带来新的希望。