音乐环境对于植物及果实生长的促进作用——以“第七届植物生长建模、仿真、可视化与应用国际研讨会”为例

人类生活离不开音乐，植物同人类一样，它们身体里有一块特殊的音乐敏感区可以随时感受音乐的影响，所以植物与人类一样，离不开音乐。尽管植物对于音乐是敏感的，也能在任何时候被音乐所感染，但是并非任何音乐都能激发植物的兴趣，选择音乐是大有学问的，要因植物而异，这是科学和艺术的微妙联系。总之，音乐应用于农业生产，既不对环境造成污染，又能够对植物生长起到有效的催发作用，对于现代化农业发展的需要无疑具有较大的促进作用，与此同时，农业生产过程中音乐的播放也能够陶冶性情，让农民体会到农业生产带来的快乐，以上这些均表明音乐对农业生产起到催发作用具有巨大的应用优势，目前阶段对于音乐对植物和果实生长关系的研究仍处于摸索状态，怎样将其催发作用最大化仍需要深入研究和探讨。

2022 年10 月26 日至28 日，江南大学与法国巴黎萨克雷大学、中科院自动化所、安徽农业大学共同主办的“第七届植物生长建模、仿真、可视化与应用国际研讨会”以线上会议方式召开，中国、美国、法国、荷兰、澳大利亚等十几个国家的专家学者出席了此次会议，该报告已累计收看2 万余人次。会议重点针对植物模型前沿科学技术进行了深入探讨，内容涵盖了分子至生态系统尺度上的建模理论、计算算法、模拟技术及可视化方法，旨在推动植物生命科学、计算机，物联网和自动化领域的交叉，与农业智能化和可持续发展。与此同时，会议还强调了在全球气候变暖和劳动力短缺的大背景下，食品保障问题对全球人类构成威胁，因此农业精准化和智能化程度非常重要，必须大力集合世界各国专家对植物及其果实生长进行相关研究并推动交叉学科的发展。文章结合“第七届植物生长建模、仿真、可视化与应用国际研讨会”大会的内容，深入探究音乐环境对植物和果实生长的影响，以期推动植物生长方面的研究得以迅速发展。

一、音乐环境下的植物及果实生长

随着现代农业的蓬勃发展，利用科技手段促进植物生长已成为当前备受关注的研究领域。在“第七届植物生长建模、仿真、可视化与应用国际研讨会”中，提到了多种现代信息技术，如科学技术发现、音乐熏陶等，这些技术可以实现对农业对象、环境和全过程的可视化表达、数字化设计、信息化管理等，从而让植物在舞动的过程中展现出惊人的生长速度，甚至可以达到原来的两倍。植物也需要“听”，比如听音乐。东方弦乐是植物最钟爱的音乐类型，而重金属和摇滚等嘈杂的音乐则是植物最不喜欢的，因为植物听到自己反感的音乐时总是想要逃离发出声音的地方，甚至会出现萎靡不振的现象，而民间的一些音乐则不会对植物造成任何影响。植物为什么会这样？在云南省，有一种被称为“风流草”的植物，当人们为它播放优美动听的音乐时，它的叶子便会随着音乐的节奏舞动，仿佛草木之间的知音一般。这种“风流草”是多年生草本植物，生长缓慢，叶片小而且薄。然而，若以手触之，其不会显现任何反应，因为唯有音乐或歌声方能使其舞动，当地居民亦称其为“知音草”。

许多科学家都对音乐熏陶下的植物有着浓厚的兴趣，法国有位植物科学家将他的耳机给番茄套上，结果番茄竟然长到了2 公斤重。其他人听说后纷纷效仿，如萝卜长到了3 公斤、直径60 厘米的巨型蘑菇、12 公斤重的甜菜、25 公斤重的莴苣等等。印度人反其道而行，给植物“听”烦躁刺耳的音乐，结果可想而知，植物最后变得萎靡不振。有些音乐特别受欢迎，法国的农民根据农作物的喜好选择音乐种出了“贝多芬生菜”、“钢琴曲玉米”“华尔兹土豆”等菜品。日本农民在种植蔬菜时发现，对长势好的蔬菜连续播放两周摇滚乐，两周后蔬菜都枯萎了，而原本长势不太好的蔬菜却好好地活着。另一个实验，农民将番茄幼苗分成两组，一组播放东方弦乐、一组播放摇滚乐，结果前者长出的番茄比正常番茄大一些，而“听”摇滚乐的番茄幼苗却萎靡不振。

浙江大学的蔡卫明教授对声波和植物生长之间的关系进行深入研究，他发现不同声波的振动频率对植物生长的影响是不一样的，对植物生长影响最为明显的声频在2000Hz 左右。蔡卫明分析实验结果得出声波与植物生长的关系大致为倒U 型，声波频率过高可能会使植物生长呈现出递减的趋势。

美国的植物科学家开展声频对植物传粉的影响探究，实验表明，音乐可以帮助植物快速完成授粉。实验具体内容大概是，科学家们在培养室中为植物播放优美动听的音乐，通过调整音乐的振动频率来改变空气的流动方向，进而控制植物花粉的传播方向。最后帮助植物快速授粉成功。同时，他们发现，轻松愉快音乐环境的授粉速度比嘈杂音乐环境授粉速度高出45%左右。根据众多事实以及上述实验说明，不同的音乐对植物有着不同的影响，如轻松欢快的音乐可以加速一些植物生长，缩短植物生长时长，同时增加植物果实产量。

二、基于物理视角下音乐对植物及果实生长的作用

用物理原理解释，音乐能够影响植物是通过声波振动实现的，音乐是一种弹性机械声波，它具有节奏，有很强大的能量。这种声波能量可以对植物细胞产生物理刺激，影响植物细胞功能，从而使细胞产生化学生物反应，进而就会影响植物的生长。

植物虽然没有耳朵，但是植物叶面有很多气孔，这些气孔就是植物的“耳朵”。音乐就是通过这些气孔进入到植物体内的，声波通过刺激植物细胞产生电流来实现在植物机体内传播。植物细胞就如同音乐在植物体内的翻译官，当外界播放音乐时，植物细胞就将声信号翻译成可以在植物体内流动的电信号，使植物迅速感知到，并且做出相应反应。声波主要是通过刺激植物叶子表面的气孔，气孔在得到刺激之后就会增加对二氧化碳的吸收量，二氧化碳的含量可以控制植物的光合作用，进而提高植物对有机物质的合成速度，最后植物的光合作用能力就得到了提高，植物多进行光合作用，就有更多的能量及营养供自身生长需要，能量及营养越多，植物生长的速度就越快。相反，植物讨厌的音乐声波震动会让植物自主的关闭表面气孔，植物将自身“对外交流的窗口”关闭的话，肯定会对植物进行光合作用及其他物质合成造成消极影响，久而久之植物就会枯萎。

基于上述原理可以发现，植物选择音乐的标准非常高，植物喜爱优美动听的音乐，主要是因为此类音乐的声波频率是有规律的，可以和植物细胞产生共振效应，加速植物新陈代谢。不适当的音乐会妨碍到植物细胞原有的声波振动频率，植物细胞在被不适当的声波刺激时，细胞分裂功能就会紊乱，进而影响植物发展。相对而言，振动频率较快且规律的声音对其生长的影响效果最为显著，当然，声波频率并非越快越好，恰当的频率可以促进植物的生长。如果频率太高或者过低都会使植物受到伤害。对于植物而言，超声波的作用时间并非越长越有益，即使是微小的声波也可能刺激植物细胞的分裂，而适量的超声波则可以促进植物的生长，但过多的超声波则可能抑制植物的生长，甚至导致其枯萎。

三、基于情绪调节视角下音乐对植物及果实生长的作用

不光是人类才有情绪，植物也有情绪。人们有物质需求和精神需求，殊不知，植物除了对自身需要的营养物质有需求外也有精神方面的需求，即植物也有喜怒哀乐等情绪，也有高级情感。植物叶面的气孔充当“耳朵”可以倾听音乐，植物不但能“听到音乐”还喜欢好音乐，植物界也有很多音乐爱好者。

在国外有个科学家曾经做过一个有趣的实验证实植物是有听觉的，将番茄分成两组培育，生长环境保证一致，每天夸赞A组番茄“你真好看”“你的果实又大又美味”，对于B 组不进行外界干涉。结果A 组的番茄真的比B 组的番茄长得好，可见植物真的可以听到声音，并且可以根据自身分辨声音的好坏。植物也是有感情的，当植物遇到危险时，虽然它们不能发出求救的信号，但是它确实会感到害怕。为此，本次会议中体现，德国一些科学家专门为植物研发了一种可以帮助它们“说话”的仪器。当植物受到侵害时，这种仪器可以将植物此刻的心理活动展现出来，并发出低沉且混乱的声音，类似于人类痛苦时的呻吟声。

有些类型的音乐会使人感到轻松愉悦，而有些类型音乐会让人感到烦躁压抑，对于植物来说也是这样的。科学家发现，蔬菜更倾向于优美的乐曲，讨厌嘈杂的摇滚乐，如果音乐一直伴随植物生长，植物光合作用就会增强或减弱，从而影响植物内叶绿素的数量植物都有钟情的音乐，例如，苹果树喜欢钢琴曲、大豆玉米喜欢听《蓝色狂想曲》、牵牛花喜欢听小提琴音乐。

植物在不同的音乐环境中体现不同的情绪。有个美国音乐家做了一个有意思的实验，她将土豆、玉米、小番茄等幼苗分别放到四个房间中，第一个房间的植物自由生长，不做其他人为干涉，第二个房间的植物每天听24 小时不同类型的音乐，第三个房间内给植物间断地播放3 小时轻松愉快的音乐，第四个房间内给植物间断地播放3 小时嘈杂的摇滚乐曲。两星期后发现，第二、四房间内的植物全部枯萎，因为植物情绪都受到了消极影响，所以才会出现枯萎的现象，第二个房间内的植物因为听不同类型的音乐而过快的转换情绪，从而使植物机体功能紊乱，影响发育，第四个房间内的植物直接受到嘈杂音乐的影响，破坏了细胞正常分裂功能，当然也会影响植物的生长。第三个房间内的植物比第一个房间内的植物生长的茂盛，该房间内的植物情绪最为稳定，所以其生长的较为茂盛。

总之，“第七届植物生长建模、仿真、可视化与应用国际研讨会”以探讨植物模型和植物表型之间的互补协同作用以及相关应用为目标，这一系列国际研讨会将会积极促进推动植物和果实生长领域国际技术交流，对推动我国数字农业的发展以及农业智能化水平具有至关重要的作用和意义。不仅人需要音乐来放松身心，植物更需要音乐，植物虽无耳，但却有能“听见声音”的气孔，有助于自己调节声音对身体的作用。通过本课题的研究可发现合适的音乐频率能够促进植物光合作用和新陈代谢，在利用好音乐前提下音乐可作为有机肥料来促进植物生长，提高果实产量并进一步完善人类生存的生态环境。