Es sollten die Wirkungen einer Exposition von Sojabohnen-Pflanzen bei 50 Hz-elektrischen Feldern auf verschiedene Parameter wie Wachstum und Nährstoffgehalt untersucht werden.
Sojabohnen (Glycine max) wurden unter identischen Bedingungen ausgesät und in 3 Gruppen eingeteilt: 1) Exposition bei einem 2 kV/m elektrischen Feld, 2) Exposition bei einem 10 kV/m elektrischen Feld und 3) Kontrollgruppe. Zehn Pflanzen wurden zufällig aus jeder Gruppe ausgewählt und alle 10 Tage untersucht. Ein Alter von bis zu 40 Tagen wurde dabei als Keimlingsstadium, 40-60 Tage als Blütestadium und ein Alter von mehr als 60 Tagen als Reifestadium definiert.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
|
Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für bis zu 80 Tage
|
|
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Exposition 2:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für bis zu 80 Tage
|
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| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für bis zu 80 Tage |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Kammer | drei Keimlinge pro rundem Kunststofftopf (30 cm Durchmesser × 30 cm Höhe); zwischen den Töpfen wurde ein Abstand von 1 m eingehalten |
| Aufbau | das Expositions-System bestand aus einer Metallgeflechtplatte 2,6 m über dem Boden, welche von isoliertem Säulen, die die Stromversorgung, den Spannungsregler und den Transformator trugen, gehalten wurde; die Feld-Inhomogenität betrug weniger als 5% und ein Abstand von über 2 m wurde zwischen jedem Expositions-/Kontrollbereich eingehalten, um Vibrationen und gegenseitige Störungen zu vermeiden; zur Vermeidung von Randeffekten wurden Pflanzen aus der Mitte jedes Expositions-Bereichs für die Probenahme ausgewählt |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| elektrische Feldstärke | 2 kV/m | - | - | - | - |
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für bis zu 80 Tage |
| Expositionsquelle |
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|---|
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| elektrische Feldstärke | 10 kV/m | - | - | - | - |
Der Chlorophyll-Gehalt der Sojabohnenblätter war in der 2 kV/m-Gruppe (Gruppe 1) während des Keimlings- und Blütestadiums signifikant höher als in der 10 kV/m-Gruppe (Gruppe 2) und der Kontrollgruppe (Gruppe 3). Die Pflanzen-Höhe war in beiden Expositions-Gruppen signifikant höher als in der Kontrollgruppe. Im Keimlingsstadium war der Stammdurchmesser der Pflanzen in Gruppe 1 signifikant höher als der der Pflanzen in Gruppe 2 und der Kontrollgruppe. Die Keimungs-Rate nahm mit der Intensität des elektrischen Feldes signifikant zu.
Die Gehalte an löslichem Zucker, Gesamt-Protein und gesamten Aminosäuren waren in Gruppe 1 im Vergleich zur Kontrollgruppe während des Keimlingsstadiums und teilweise auch in späteren Stadien und im Vergleich zur Gruppe 2 signifikant erhöht. Die Enzymaktivitäten aller untersuchten Enzyme waren in den Expositions-Gruppen 1 und 2 im Vergleich zur Kontrollgruppe, meist während der Keimlingsphase, signifikant reduziert.
In der Transkriptom-Analyse wurden in Gruppe 2 2.977 Gene gefunden, die im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant hochreguliert waren, und 1.462 Gene, die runterreguliert waren. Die unterschiedlich exprimierten Gene kodierten hauptsächlich für Ribosomen-Proteine und verwandte Enzyme, die am Kohlenstoff-Stoffwechsel beteiligt sind. Dies könnte Einblicke in die zugrunde liegenden Wirkungsmechanismen geben.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition von Sojabohnen-Pflanzen bei 50 Hz-elektrischen Feldern verschiedene Parameter wie Wachstum und Nährstoffgehalt verändern könnte. Dies gilt inbesondere für schwache Felder und Expositionen während des Keimlingsstadiums.
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