Исследование влияния музыки на растения бок-чой

вес растений бок-чой, выращенных под влиянием классической музыки, увеличился на 38%

Джоан Пей Сзе Йео (Joanne Pei Sze Yeoh), Зиксуэ Чжан (Zixue Zhang), Хонг Шиен Ко (Khong Shien Koh), Ума Рани Синния (Uma Rani Sinniah), Университет Путра Малайзия, Вен Фен Бе (Wen Fen Beh), Малайский университет, Малайзия, Чарльз Спенс (Charles Spence), Оксфордский университет, Великобритания, "Музыка для растений? Исследование влияния акустического стимула на растения бок-чой (Brassica rapa)", "Эволюционные исследования в творческой культуре" (Evolutionary Studies in Imaginative Culture), 8.2, осень 2024.

Одно из самых ранних и наиболее часто цитируемых научных исследований воздействия музыки на растения проведено индийским ботаником Сингхом (1962; ср. Retallack, 1973), который сообщил, что темпы роста растений бальзамина (Impatiens balsamina) увеличились на 20% в высоту и на 72% в биомассе при воздействии классической музыки по сравнению с отсутствием музыки.

При сравнении двух совершенно разных стилей (классика и рок) часто наблюдалась положительная корреляция между классической музыкой и ростом растений. Например, исследование Хемамали и др. (2021) показало, что те растения чили (Capsicum annuum L.), которые подвергались воздействию классической музыки, имели самую большую длину побегов, за ними следовали растения без музыки; в то время как растения, подвергавшиеся воздействию рок-музыки, имели самую низкую длину побегов.

Аналогично, Рачиеру и др. (2017) сообщили, что семена пшеницы (Triticum aestivum), подвергнутые воздействию классической музыки, привели к более высокому росту и более яркому цвету листьев, чем растения, слушавшие Led Zeppelin. Результаты показали, что растения в условиях классической музыки росли в среднем на 3,33 см в неделю, контрольные растения росли на 2,33 см в неделю, а растения в условиях рок-музыки росли всего на 1,33 см в неделю.

Аналогичным образом, воспроизведение техно-музыки и шума отрицательно влияло на рост растений коровьего гороха (Vigna unguiculata) по сравнению с классической музыкой (Alavijeh et al., 2016). Исследование Чивукулы и Рамасвами (2014) показало, что розы (Rosa chinensis), подвергнутые воздействию рок-музыки, имели значительно большее количество и плотность шипов по сравнению с теми растениями, которые подвергались воздействию классической музыки.

Склонность к росту относится не только к побегам, но и к корням. В исследовании, сравнивающем классическую музыку с базовым уровнем без музыки, Экичи и др. (2007) продемонстрировали корреляцию между удлинением корней лука (Allium cepa) и скоростью деления клеток на кончике корня. Авторы предположили, что сильный, сложный и ритмичный акцент в классической музыке мог привести к этим результатам.

Тем не менее, даже при использовании классической музыки постоянство громкости является фактором, который следует учитывать. Возьмем, к примеру, исследование Прасетио и Раджу (2012), в котором авторы играли Канон Пахельбеля в ре мажор, который имел частотный диапазон 550-1200 Гц, и подвергали семена зеленой горчицы трем уровням дБ, а именно 70-75 дБ, 80-85 дБ, 90-95 дБ и состоянию без музыки. Авторы обнаружили, что воздействие музыки привело к значительно более высокой скорости прорастания, высоте растений, площади листьев и длине корней по сравнению с условиями без музыки. Растения, подвергнутые воздействию 70-75 дБ, показали самые высокие значения по всем морфологическим характеристикам.

Продолжительность воздействия акустического стимула

Одним из важных факторов в отношении музыки является продолжительность воздействия, необходимая для оптимального роста растений. Эта тема была, мягко говоря, спорной: Реталлак (1973) определила, что классические музыкальные композиции следует проигрывать с перерывами в течение нескольких часов в день. В своем исследовании она утверждала, что растения погибали после воздействия 8 часов непрерывного тона в течение 14 дней подряд. Однако, когда растения подвергались воздействию трех часов музыки каждый день, они росли более обильно и были чрезвычайно здоровыми.

В другом исследовании обнаружено, что те растения, которые подвергались воздействию успокаивающей музыки, наклонялись к источнику музыки на 15-20 градусов, что приводило к росту (Реталлак, 1973). Также отмечено, что музыкальный жанр оказал решающее влияние на то, что когда рок-музыка воспроизводилась с использованием аналогичной методологии, растения отклонялись от источника звука, при этом у большинства из них были маленькие листья и задержка роста.

Popescu и Mocanu (2013) провели исследование, показавшее, что салатные культуры и плоды яблок, выращенные в соляриях, которые подвергались воздействию музыки флейты в течение 3 часов в день, имели самый высокий вес по сравнению с контрольной группой и музыкой, воспроизводимой в течение часа каждый день. Creath и Schwartz (2004) сообщили, что непрерывное воспроизведение музыки флейты коренных американцев в течение 16 часов в день для семян бамии и цуккини привело к значительному увеличению количества проросших семян по сравнению с контрольной группой, розовым шумом и исцеляющей энергией. Состояние исцеляющей энергии было относительно новым терапевтическим методом, который требовал передачи божественной энергии (намерения) от практикующего к получателю, которым в этом исследовании оказались растения.

Музыка влияет не только на растения, выращенные в почве, но также может влиять на рост растений, посеянных в вермикулитовой и гидропонной среде. Исследование, проведенное на кафедре садоводства Университета Симака в Турции, показало, что воспроизведение классической музыки в течение 4 часов в день (с 11:00 до 15:00) для растений фасоли как в вермикулитовой, так и в гидропонной среде привело к значительному положительному эффекту на морфологические измерения, темпы роста и количество листьев по сравнению с показателями в условиях отсутствия музыки.

Когда следует воспроизводить музыку для растений?

Хотя в большинстве опубликованных исследований не указывается точное время, в которое музыка воспроизводилась для растений, исследование, проведенное в 2007 году Чонгом в Южной Корее, показало, что воспроизведение Лунной сонаты Бетховена даже в темноте на открытых рисовых полях позволило генам растений отреагировать положительно, стимулируя биологический рост. Совсем недавно Лай и У (2020) исследовали влияние 9 музыкальных жанров от григорианских песнопений до музыки Нью-Эйдж на прорастание семян и рост салата и люцерны. Музыка звучала по 12 часов ежедневно в течение недели с 07:00 до 19:00, и результаты показали, что растения люцерны, обработанные рок-музыкой, имели значительно более низкую скорость прорастания. Напротив, самый высокий процент семян люцерны, проросших при обработке музыкой, был при классической обработке, обработке звуками природы и вальсом.

Между тем, Хемамали и др. (2021) подвергали растения перца чили (Capsicum annuum L.) воздействию отсутствия музыки, классической музыки и рок-музыки с 07:00 до 10:00 и с 13:00 до 16:00 в течение 30 дней при 82 дБ; и обнаружили, что растения перца чили, подвергшиеся воздействию классической музыки, показали значительную разницу в средней длине побегов. Растения перца чили, подвергшиеся воздействию классической музыки, показали самую большую длину побегов, в то время как растения, подвергшиеся воздействию рок-музыки, показали наименьшую длину побегов.

Более сложный график установлен Алавидже и др. (2016), в соответствии с которым авторы подвергали проростки коровьего гороха 8 часам музыки с 09:00 до 17:00, а затем повторили следующие 16 часов, чередуя 1 час воздействия музыки и 1 час тишины. Значительные результаты получены во всех аспектах признаков растений, демонстрируя, что воспроизведение классической музыки вместо традиционной иранской, техно и шума повлияло на рост и урожайность.

С другой стороны, исследование Петреску и др. (2017) показало, что воспроизведение классической музыки на прорастании семян свеклы (Beta vulgaris L.) имело пагубный эффект по сравнению с отсутствием музыки. Авторы проигрывали музыку И. С. Баха примерно 10 часов ежедневно каждое утро с 07:00 в течение 28 дней внутри аквариума, в котором находились указанные семена свеклы. Несмотря на то, что все условия окружающей среды были схожи как в экспериментальной, так и в контрольной группе, авторы выдвигают гипотезу, что источник музыки, возможно, находился слишком близко к растениям и, следовательно, приводил к некоторому акустическому стрессу. Возможным предположением также может быть то, что количество часов, в течение которых звучала музыка, могло помешать нормальному жизненному циклу растения.

Звуковые волны и рост растений

Звуковые волны характеризуются частотой/высотой тона (Гц) и интенсивностью/громкостью (дБ). Текущие исследования показали, что те звуки, которые могут слышать люди, могут быть использованы в качестве положительного регулятора роста. В контексте акустического стимула исследование Uchida и Yamamoto (2002) продемонстрировало, что семена кресс-салата Таля (Arabidopsis thaliana) демонстрируют повышенную скорость прорастания при воздействии чистых тонов между 70 и 100 Гц. Аналогичным образом, Vicient (2017) манипулировал белым шумом и обнаружил, что скорость прорастания семян кукурузы (Zea mays) увеличилась примерно на 10% при воздействии белого шума в течение 5 часов при 300 Гц, 80 дБ, по сравнению с тишиной.

В совокупности исследования, опубликованные на сегодняшний день, показывают, что разные виды семян по-разному реагируют на разные звуковые частоты. Однако даже в пределах одного и того же генофонда растений были получены противоречивые результаты по использованию звуковых частот. Например, Wang et al. (2003) сообщили о положительном влиянии на стимуляцию роста семян риса-сырца (Oryza sativa) при воздействии звуковых волн 400 Гц при 106 дБ; в то время как Jusoh et al. (2023) сообщили, что воспроизведение классической музыки на частотах 357 Гц и 350 Гц имитировало рост семян риса-сырца; и Чон из Южной Кореи подвергли растения риса-падди чистым тонам 125 Гц и 250 Гц и обнаружили значительное увеличение генетической активности двух конкретных генов (Smith, 2007).

Частота звука является значимой переменной, при этом небольшое увеличение интенсивности и/или частоты оказывается пагубным и, возможно, тормозит рост растений по сравнению с отсутствием музыки. Например, Коллинз и Форман (2001) обнаружили, что воспроизведение чистых тонов 6000 Гц в течение 28 недель привело к значительному усилению роста растений фасоли по сравнению с чистыми тонами 500 Гц, 5000 Гц, 12000 Гц и 14000 Гц, контролем и шумом. Когда растения недотроги обрабатывались с использованием аналогичных частот, было отмечено, что 14000 Гц приводили к оптимальному росту растений недотроги. Авторы предположили, что оптимальный рост стал возможен, когда растения подвергались воздействию чистых тонов, длина волны которых совпадала со средними размерами листа (измерения проводились по всей поверхности листа).

Подобным образом, когда Чонг подвергал растения риса чистым тонам 125 Гц и 250 Гц, наблюдалось значительное увеличение генетической активности, в то время как 50 Гц приводили к значительному снижению генетической активности. Аналогичным образом, в исследовании Qi et al. (2009) авторы отметили, что клубника, посаженная в теплицах, стимулированная частотами, которые определялись температурой и влажностью теплицы, привела к тому, что листья клубники приобрели более глубокий зеленый цвет и начали плодоносить на неделю раньше, чем необработанный контроль. Авторы также утверждали, что растения клубники, подвергшиеся воздействию звуковых частот, имели более высокую устойчивость к болезням и насекомым-вредителям по сравнению с необработанным контролем.

Было также показано, что различное расстояние до динамиков, воспроизводящих классическую музыку, приводило к различиям в громкости, влияет на рост семян риса (Oryza sativa; Jusoh et al., 2023). Авторы этого исследования проигрывали музыку Моцарта в горшках на разных расстояниях (80, 160, 240, 430 и 400 см соответственно) и сообщили, что те семена риса, которые оказались на расстоянии 240 см и 400 см от динамиков, значительно повысили производительность растений за счет увеличения скорости ассимиляции, устьичной проводимости и высоты растений.

Исследование, проведенное в итальянском винограднике, дало противоположные результаты. Виноградник Il Paradiso di Frassina совместно с учеными-ботаниками из Флорентийского университета изучал влияние музыки Моцарта на виноградные лозы и обнаружил, что виноград, расположенный ближе всего к динамикам, был почти на 50 % крупнее, чем тот, который находился дальше от источника музыки, хотя точное расстояние до динамиков не сообщалось.

Цель настоящего исследования

Хотя большинство исследований, показали положительные эффекты использования классической музыки и противоречивые эффекты рок-музыки, не все исследования, сравнивающие эти два жанра, подтверждают преимущество одного, над другим. Например, исследование Ванола и Вайдьи (2014) показало, что воздействие на растения гуара (Cyamopsis tetragonoloba) как классической, так и рок-музыки в течение часа ежедневно способствовало росту. Такие параметры, как количество семян, прорастающих в чашках Петри, высота растений и количество листьев, регистрировались каждые два дня в течение 13 дней, и результаты выявили некоторые положительные тенденции, когда растения подвергались воздействию как классической, так и рок-музыки соответственно, и отрицательные эффекты при воздействии шума транспорта.

Напротив, исследование Сингха и др. (2013) на растении фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris) не удалось обнаружить никакой разницы между растениями, которые подвергались воздействию ритмичной скрипичной музыки и неритмичного шума транспорта. Однако были отмечены положительные эффекты с точки зрения высоты и количества листьев при воздействии обеих форм слуховой стимуляции по сравнению с его естественными условиями окружающей среды. Следует отметить, что воздействие классической музыки в очередной раз показало положительные результаты с точки зрения роста растений.

Несмотря на обещание использования акустического стимула (в частности, музыки) для роста растений, на сегодняшний день недостаточно доказательств относительно воздействия звука на морфологию и физиологию растений, которое могло бы привести к повышению урожайности. Большая часть литературы, которая была опубликована на сегодняшний день, не предоставила достаточно подробной информации о точных музыкальных произведениях и громкости, которые использовались. не было никакой последовательности в сообщении физических параметров, например, размещения динамиков, измерения темпа, громкости, частоты/частотного диапазона, времени и продолжительности воспроизведения музыки. Точные экспериментальные условия не были указаны, и текущая литература не смогла обосновать, как рассчитывались время, продолжительность и частота музыки.

Кроме того, при рассмотрении литературы о влиянии классической музыки на рост растений стоит отметить, что жанр классической музыки включает примеры, которые простираются от успокаивающих (например, вспомните только Лунную сонату Бетховена) до вызывающих беспокойство (например, Весна священная Стравинского). Следовательно, простое утверждение о том, что звучала классическая музыка, просто недостаточно описательно для целей научного понимания и воспроизведения.

Данное исследование направлено на то, чтобы контролировать как можно больше переменных путем изучения влияния музыки (классической и роковой) на бок-чой (Brassica rapa) в контролируемой гидропонной среде, чтобы обеспечить возможность будущего воспроизведения этих результатов.

Бок-чой — популярная во всем мире овощная культура. Известный своим легким, сладким, хрустящим и ароматным вкусом, он является сертифицированным географическим продуктом Китая. На сегодняшний день еще не было опубликовано ни одного исследования относительно влияния музыки на рост бок-чой.

Методы

Материалы и конструкция

Эксперимент проводился в закрытой кабине, принадлежащей Министерству сельского хозяйства, расположенному в Серданге, Малайзия. Семена бок-чой приобретены в City Farm Puncak Serdang и проращивались в проращивающем стаканчике, содержащем минеральную вату, в течение недели. После успешного прорастания (побеги, показавшие 2-3 листа) отобраны 50 здоровых растений и перенесены в закрытую кабину с контролируемой температурой 21,4 C, относительной влажностью 70 %, искусственным освещением и оборудованной гидропонной системой. Этот процесс повторен 3 раза последовательно, в результате чего выросло 50 растений в условиях классической музыки, 50 растений в условиях рок-музыки и 50 - в качестве контроля.

Выбранные растения бок-чой выстроены в сетки и организованы в 5 рядов по 10 растений. 4 прямоугольных динамика HiFi (20 x 3 x 3 дюйма) размещены горизонтально на полу, в 28 дюймах от сетки и параллельно рядам растений. Музыка воспроизводилась с цифрового mp3-плеера. Все 4 динамика размещены под третьим рядом растений, чтобы обеспечить равномерное распределение звука по всем 5 рядам. Для измерения громкости (дБ) и диапазона частот (Гц) использовалось приложение для измерения звука «Decibel X».

Отрывки классической музыки и рок-музыки, использованные в этом исследовании, были загружены с каналов YouTube (HarpsichordVal, 2015) и (Best Music Compilation, 2015) соответственно. В качестве классической музыки использовались Бранденбургские концерты №№ 1–6 Баха; в качестве рок-музыки использовалась инструментальная подборка. Инструментарий в жанре классической музыки состоял из клавесина, оркестровых струнных, легких духовых и медных духовых инструментов; и темп варьировался от 54 до 158 ударов в минуту. Между тем, плотные электрогитары и барабаны были представлены в рок-жанре с темпом от 80 до 205 ударов в минуту.

Процедура

Свет и музыка включались и выключались каждые 2 часа, начиная с 00:00 до 16:00. Затем свет и музыка выключались на следующие 8 часов с 16:00 до 24:00. Этот цикл поддерживался до сбора урожая. Продолжительность воспроизведения музыки синхронизирована с освещением (светодиодная флуоресценция) в кабине, которое контролировалось таймером. Причина планирования светодиодных ламп с интервалом в 2 часа в течение 16 часов в день была основана на предыдущих исследованиях, проведенных в кабине, в результате которых было обнаружено, что протокол приводит к более короткому 25-дневному сбору урожая (по сравнению с обычным 30-дневным сбором урожая). Музыка была зациклена, чтобы обеспечить непрерывность звука при включении света.

Чтобы обеспечить постоянство интенсивности звука, громкость воспроизведения музыки в классических и рок-условиях была отрегулирована до среднего значения 61 дБ. Начиная со второй недели, данные, такие как количество листьев и высота растений бок-чой, собирались еженедельно. На шестой неделе, после сбора урожая, три растения были собраны случайным образом из разных рядов, и данные с точки зрения параметров корней и побегов были измерены и записаны.

Результаты

Влияние типа музыки на рост побегов

Растения бок-чой, выращенные в присутствии музыки по сравнению с контролем (без музыки), показали определенные изменения в росте побегов. Было общее увеличение параметров роста растений в обработке классической музыкой по сравнению с контролем, в то время как растения, подвергнутые воздействию рок-музыки, показали отрицательное влияние на рост. Общий свежий вес растений бок-чой, выращенных под влиянием классической музыки, увеличился на 38% до 136,4 г по сравнению с контролем в 98,7 г, в то время как значительное снижение было отмечено для растений, выращенных в обработке рок-музыкой, до 66,74 г.

Общий свежий вес бок-чой является решающим параметром, поскольку этот овощ обычно продается в свежем виде; и более высокие значения свежего веса, вероятно, приведут к более высокому доходу. Однако сухой вес обеспечивает меру веса растения после того, как вся его вода была удалена путем сушки. При оценке скорости роста растений сырой вес ненадежен и неточен, поскольку гидропонные растения, как правило, имеют более высокое содержание влаги и более низкую зольность по сравнению с традиционно выращенными растениями. Сухой вес растения и высота растения, напротив, являются общими параметрами, которые используются для указания скорости роста растений у многих видов сельскохозяйственных культур.

Обнаружено, что сухой вес бок-чой был значительно выше при обработке классической музыкой и составлял 8,99 г по сравнению с контролем (6,33 г), в то время как обработка рок-музыкой зафиксировала значительно более низкий сухой вес (3,12 г), что позволяет предположить, что классическая музыка оказывала определенное усиливающее воздействие, в то время как рок-музыка подавляла рост растений. Бок-чой, который подвергался воздействию классической музыки, также дал наибольшее количество листьев - 16,67 листьев с самой высокой общей площадью листьев 1316,8 см2, по сравнению с контролем с 11,67 листьями и площадью листьев 1160,9 см2, и рок-музыкой с 10 листьями и площадью листьев 1220,6 см2. Измерение количества листьев и площади листьев одинаково важно, поскольку они напрямую коррелируют с фотосинтезом и урожайностью. Хотя не было никакой корреляции между количеством листьев и сухим весом растения, тем не менее, большее количество листьев может быть привлекательной чертой с точки зрения потребителя

Влияние типа музыки на рост корней

Корни являются важнейшей частью каждого растения, поскольку они поглощают, обеспечивают усвоение питательных веществ, не говоря уже о закреплении и поддержке растения. Самый высокий общий объем корней бок-чой зафиксирован у тех растений, которые подвергались воздействию классической музыки (90,13 см3), по сравнению с контрольным образцом (76,80 см3); в то время как растения, подвергавшиеся воздействию рок-музыки, зарегистрировали самый низкий объем корней - 30,13 см3. Интересно, что максимальная длина корней (34 см) и общая длина корней (243,6 см) бок-чой, выращенных при воздействии классической музыки, были значительно ниже, чем у контрольных растений (макс. длина: 50,73 см; общая длина: 343,6 см).

Корни в условиях классической музыки были более крепкими и компактными по сравнению с контрольным образцом и рок-музыкой. Следует отметить, что более толстые корни полезны, поскольку они обладают лучшей устойчивостью и выносливостью, а также имеют более низкую скорость оборота по сравнению с более длинными и тонкими корнями. Это, в свою очередь, снижает нагрузку на растения за счет снижения стимула и ресурсов, затрачиваемых на поддержание корней.

Влияние типа музыки на высоту растений и количество листьев

После успешного прорастания рассады бок-чой высота растений и количество листьев регистрировались еженедельно. Физиологические изменения были обнаружены на ранних стадиях посадки. Бок-чой, который подвергался воздействию классической музыки, был немного хуже на ранних стадиях посадки, вплоть до четвертой недели, а затем количество листьев и высота растений превзошли таковые как в условиях рок-музыки, так и в контрольных условиях. Кроме того, количество листьев бок-чой (на 4 неделе), выращенных в условиях классической музыки, было самым компактным и толстым.

15.06.2025

Комментарий:

Шнобелевская премия мира 2021

За проверку гипотезы о том, что люди вырастили бороды, чтобы защитить себя от ударов по лицу, публикация в журнале Интегративная биология организма, Итан Бесерис, Стивен Нэлеуэй, Дэвид Кэрриер, Университет Юты, получили Шнобелевскую премию мира 2021 года
подробнее

Шнобелевская премия - 1998 - химия

За передачу памяти воды по телефонным проводам Жак Бенвенист награжден 2-й Шнобелевской премией. В интервью журналу Nature Бенвенист сказал: он был рад получить 2-ю Шнобелевскую премию, так как это доказывает, что те, кто вручает призы, ничего не понимают
подробнее

Источник - пресса

Шнобель Процедура Пресса Анналы Архив Статьи Шнобелист