Advances in plant electrostimulation: from cellular and molecular mechanisms to agricultural applications

电刺激是一种新兴的农业调控物理策略，即施加具有确定参数的电場或电流以调控植物生长、发育及根际过程。由于其无残留、环境兼容性强和高度可控等特点，电刺激在提高作物产量和品质、增强对非生物和生物胁迫的耐受性方面具有巨大潜力，因而与可持续农业的关系日益密切。本文综述了电刺激在细胞与分子、生理与代谢、整株植物及田间尺度上的机制与应用。特别强调区分连续或准连续刺激与高压脉冲处理，二者在膜水平机制、可逆性和安全性方面存在差异。本文识别出三个相互关联的核心因素对其有效性至关重要：膜电位与离子运输的调控、以根系为靶标的植物–土壤相互作用调控，以及刺激参数与特定生物响应的情境依赖性匹配。本文进一步指出，将实验室尺度的效益转化为可靠的田间应用，需要能够在多变环境条件下稳定、可扩展、节能且具备反馈控制运行的智能递送系统。未来研究应优先开展分子机制的多尺度研究、刺激参数的标准化评估、智能与协同调控平台的开发，以及在多样化作物、土壤和生产系统中的验证。这些进展将促进电刺激技术的实际部署，并支持其融入可持续和精准农业。