人類生活離不開音樂，植物同人類一樣，它們身體里有一塊特殊的音樂敏感區(qū)可以隨時感受音樂的影響，所以植物與人類一樣，離不開音樂。盡管植物對于音樂是敏感的，也能在任何時候被音樂所感染，但是并非任何音樂都能激發(fā)植物的興趣，選擇音樂是大有學問的，要因植物而異，這是科學和藝術(shù)的微妙聯(lián)系?？傊?，音樂應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，既不對環(huán)境造成污染，又能夠?qū)χ参锷L起到有效的催發(fā)作用，對于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要無疑具有較大的促進作用，與此同時，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中音樂的播放也能夠陶冶性情，讓農(nóng)民體會到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的快樂，以上這些均表明音樂對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到催發(fā)作用具有巨大的應用優(yōu)勢，目前階段對于音樂對植物和果實生長關(guān)系的研究仍處于摸索狀態(tài)，怎樣將其催發(fā)作用最大化仍需要深入研究和探討。

2022 年10 月26 日至28 日，江南大學與法國巴黎薩克雷大學、中科院自動化所、安徽農(nóng)業(yè)大學共同主辦的“第七屆植物生長建模、仿真、可視化與應用國際研討會”以線上會議方式召開，中國、美國、法國、荷蘭、澳大利亞等十幾個國家的專家學者出席了此次會議，該報告已累計收看2 萬余人次。會議重點針對植物模型前沿科學技術(shù)進行了深入探討，內(nèi)容涵蓋了分子至生態(tài)系統(tǒng)尺度上的建模理論、計算算法、模擬技術(shù)及可視化方法，旨在推動植物生命科學、計算機，物聯(lián)網(wǎng)和自動化領(lǐng)域的交叉，與農(nóng)業(yè)智能化和可持續(xù)發(fā)展。與此同時，會議還強調(diào)了在全球氣候變暖和勞動力短缺的大背景下，食品保障問題對全球人類構(gòu)成威脅，因此農(nóng)業(yè)精準化和智能化程度非常重要，必須大力集合世界各國專家對植物及其果實生長進行相關(guān)研究并推動交叉學科的發(fā)展。文章結(jié)合“第七屆植物生長建模、仿真、可視化與應用國際研討會”大會的內(nèi)容，深入探究音樂環(huán)境對植物和果實生長的影響，以期推動植物生長方面的研究得以迅速發(fā)展。

一、音樂環(huán)境下的植物及果實生長

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的蓬勃發(fā)展，利用科技手段促進植物生長已成為當前備受關(guān)注的研究領(lǐng)域。在“第七屆植物生長建模、仿真、可視化與應用國際研討會”中，提到了多種現(xiàn)代信息技術(shù)，如科學技術(shù)發(fā)現(xiàn)、音樂熏陶等，這些技術(shù)可以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)對象、環(huán)境和全過程的可視化表達、數(shù)字化設(shè)計、信息化管理等，從而讓植物在舞動的過程中展現(xiàn)出驚人的生長速度，甚至可以達到原來的兩倍。植物也需要“聽”，比如聽音樂。東方弦樂是植物最鐘愛的音樂類型，而重金屬和搖滾等嘈雜的音樂則是植物最不喜歡的，因為植物聽到自己反感的音樂時總是想要逃離發(fā)出聲音的地方，甚至會出現(xiàn)萎靡不振的現(xiàn)象，而民間的一些音樂則不會對植物造成任何影響。植物為什么會這樣？在云南省，有一種被稱為“風流草”的植物，當人們?yōu)樗シ艃?yōu)美動聽的音樂時，它的葉子便會隨著音樂的節(jié)奏舞動，仿佛草木之間的知音一般。這種“風流草”是多年生草本植物，生長緩慢，葉片小而且薄。然而，若以手觸之，其不會顯現(xiàn)任何反應，因為唯有音樂或歌聲方能使其舞動，當?shù)鼐用褚喾Q其為“知音草”。

許多科學家都對音樂熏陶下的植物有著濃厚的興趣，法國有位植物科學家將他的耳機給番茄套上，結(jié)果番茄竟然長到了2 公斤重。其他人聽說后紛紛效仿，如蘿卜長到了3 公斤、直徑60 厘米的巨型蘑菇、12 公斤重的甜菜、25 公斤重的萵苣等等。印度人反其道而行，給植物“聽”煩躁刺耳的音樂，結(jié)果可想而知，植物最后變得萎靡不振。有些音樂特別受歡迎，法國的農(nóng)民根據(jù)農(nóng)作物的喜好選擇音樂種出了“貝多芬生菜”、“鋼琴曲玉米”“華爾茲土豆”等菜品。日本農(nóng)民在種植蔬菜時發(fā)現(xiàn)，對長勢好的蔬菜連續(xù)播放兩周搖滾樂，兩周后蔬菜都枯萎了，而原本長勢不太好的蔬菜卻好好地活著。另一個實驗，農(nóng)民將番茄幼苗分成兩組，一組播放東方弦樂、一組播放搖滾樂，結(jié)果前者長出的番茄比正常番茄大一些，而“聽”搖滾樂的番茄幼苗卻萎靡不振。

浙江大學的蔡衛(wèi)明教授對聲波和植物生長之間的關(guān)系進行深入研究，他發(fā)現(xiàn)不同聲波的振動頻率對植物生長的影響是不一樣的，對植物生長影響最為明顯的聲頻在2000Hz 左右。蔡衛(wèi)明分析實驗結(jié)果得出聲波與植物生長的關(guān)系大致為倒U 型，聲波頻率過高可能會使植物生長呈現(xiàn)出遞減的趨勢。

美國的植物科學家開展聲頻對植物傳粉的影響探究，實驗表明，音樂可以幫助植物快速完成授粉。實驗具體內(nèi)容大概是，科學家們在培養(yǎng)室中為植物播放優(yōu)美動聽的音樂，通過調(diào)整音樂的振動頻率來改變空氣的流動方向，進而控制植物花粉的傳播方向。最后幫助植物快速授粉成功。同時，他們發(fā)現(xiàn)，輕松愉快音樂環(huán)境的授粉速度比嘈雜音樂環(huán)境授粉速度高出45%左右。根據(jù)眾多事實以及上述實驗說明，不同的音樂對植物有著不同的影響，如輕松歡快的音樂可以加速一些植物生長，縮短植物生長時長，同時增加植物果實產(chǎn)量。

二、基于物理視角下音樂對植物及果實生長的作用

用物理原理解釋，音樂能夠影響植物是通過聲波振動實現(xiàn)的，音樂是一種彈性機械聲波，它具有節(jié)奏，有很強大的能量。這種聲波能量可以對植物細胞產(chǎn)生物理刺激，影響植物細胞功能，從而使細胞產(chǎn)生化學生物反應，進而就會影響植物的生長。

植物雖然沒有耳朵，但是植物葉面有很多氣孔，這些氣孔就是植物的“耳朵”。音樂就是通過這些氣孔進入到植物體內(nèi)的，聲波通過刺激植物細胞產(chǎn)生電流來實現(xiàn)在植物機體內(nèi)傳播。植物細胞就如同音樂在植物體內(nèi)的翻譯官，當外界播放音樂時，植物細胞就將聲信號翻譯成可以在植物體內(nèi)流動的電信號，使植物迅速感知到，并且做出相應反應。聲波主要是通過刺激植物葉子表面的氣孔，氣孔在得到刺激之后就會增加對二氧化碳的吸收量，二氧化碳的含量可以控制植物的光合作用，進而提高植物對有機物質(zhì)的合成速度，最后植物的光合作用能力就得到了提高，植物多進行光合作用，就有更多的能量及營養(yǎng)供自身生長需要，能量及營養(yǎng)越多，植物生長的速度就越快。相反，植物討厭的音樂聲波震動會讓植物自主的關(guān)閉表面氣孔，植物將自身“對外交流的窗口”關(guān)閉的話，肯定會對植物進行光合作用及其他物質(zhì)合成造成消極影響，久而久之植物就會枯萎。

基于上述原理可以發(fā)現(xiàn)，植物選擇音樂的標準非常高，植物喜愛優(yōu)美動聽的音樂，主要是因為此類音樂的聲波頻率是有規(guī)律的，可以和植物細胞產(chǎn)生共振效應，加速植物新陳代謝。不適當?shù)囊魳窌恋K到植物細胞原有的聲波振動頻率，植物細胞在被不適當?shù)穆暡ù碳r，細胞分裂功能就會紊亂，進而影響植物發(fā)展。相對而言，振動頻率較快且規(guī)律的聲音對其生長的影響效果最為顯著，當然，聲波頻率并非越快越好，恰當?shù)念l率可以促進植物的生長。如果頻率太高或者過低都會使植物受到傷害。對于植物而言，超聲波的作用時間并非越長越有益，即使是微小的聲波也可能刺激植物細胞的分裂，而適量的超聲波則可以促進植物的生長，但過多的超聲波則可能抑制植物的生長，甚至導致其枯萎。

三、基于情緒調(diào)節(jié)視角下音樂對植物及果實生長的作用

不光是人類才有情緒，植物也有情緒。人們有物質(zhì)需求和精神需求，殊不知，植物除了對自身需要的營養(yǎng)物質(zhì)有需求外也有精神方面的需求，即植物也有喜怒哀樂等情緒，也有高級情感。植物葉面的氣孔充當“耳朵”可以傾聽音樂，植物不但能“聽到音樂”還喜歡好音樂，植物界也有很多音樂愛好者。

在國外有個科學家曾經(jīng)做過一個有趣的實驗證實植物是有聽覺的，將番茄分成兩組培育，生長環(huán)境保證一致，每天夸贊A組番茄“你真好看”“你的果實又大又美味”，對于B 組不進行外界干涉。結(jié)果A 組的番茄真的比B 組的番茄長得好，可見植物真的可以聽到聲音，并且可以根據(jù)自身分辨聲音的好壞。植物也是有感情的，當植物遇到危險時，雖然它們不能發(fā)出求救的信號，但是它確實會感到害怕。為此，本次會議中體現(xiàn)，德國一些科學家專門為植物研發(fā)了一種可以幫助它們“說話”的儀器。當植物受到侵害時，這種儀器可以將植物此刻的心理活動展現(xiàn)出來，并發(fā)出低沉且混亂的聲音，類似于人類痛苦時的呻吟聲。

有些類型的音樂會使人感到輕松愉悅，而有些類型音樂會讓人感到煩躁壓抑，對于植物來說也是這樣的。科學家發(fā)現(xiàn)，蔬菜更傾向于優(yōu)美的樂曲，討厭嘈雜的搖滾樂，如果音樂一直伴隨植物生長，植物光合作用就會增強或減弱，從而影響植物內(nèi)葉綠素的數(shù)量植物都有鐘情的音樂，例如，蘋果樹喜歡鋼琴曲、大豆玉米喜歡聽《藍色狂想曲》、牽?；ㄏ矚g聽小提琴音樂。

植物在不同的音樂環(huán)境中體現(xiàn)不同的情緒。有個美國音樂家做了一個有意思的實驗，她將土豆、玉米、小番茄等幼苗分別放到四個房間中，第一個房間的植物自由生長，不做其他人為干涉，第二個房間的植物每天聽24 小時不同類型的音樂，第三個房間內(nèi)給植物間斷地播放3 小時輕松愉快的音樂，第四個房間內(nèi)給植物間斷地播放3 小時嘈雜的搖滾樂曲。兩星期后發(fā)現(xiàn)，第二、四房間內(nèi)的植物全部枯萎，因為植物情緒都受到了消極影響，所以才會出現(xiàn)枯萎的現(xiàn)象，第二個房間內(nèi)的植物因為聽不同類型的音樂而過快的轉(zhuǎn)換情緒，從而使植物機體功能紊亂，影響發(fā)育，第四個房間內(nèi)的植物直接受到嘈雜音樂的影響，破壞了細胞正常分裂功能，當然也會影響植物的生長。第三個房間內(nèi)的植物比第一個房間內(nèi)的植物生長的茂盛，該房間內(nèi)的植物情緒最為穩(wěn)定，所以其生長的較為茂盛。

總之，“第七屆植物生長建模、仿真、可視化與應用國際研討會”以探討植物模型和植物表型之間的互補協(xié)同作用以及相關(guān)應用為目標，這一系列國際研討會將會積極促進推動植物和果實生長領(lǐng)域國際技術(shù)交流，對推動我國數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及農(nóng)業(yè)智能化水平具有至關(guān)重要的作用和意義。不僅人需要音樂來放松身心，植物更需要音樂，植物雖無耳，但卻有能“聽見聲音”的氣孔，有助于自己調(diào)節(jié)聲音對身體的作用。通過本課題的研究可發(fā)現(xiàn)合適的音樂頻率能夠促進植物光合作用和新陳代謝，在利用好音樂前提下音樂可作為有機肥料來促進植物生長，提高果實產(chǎn)量并進一步完善人類生存的生態(tài)環(huán)境。