作為一種氣體，最容易采用的氫氣使用方法是吸入。氣體吸入對(duì)于動(dòng)物和人來說非常容易采用，但是對(duì)于植物來說，除非在密閉環(huán)境內(nèi)，氫氣很難以氣體方式給植物使用。況且氫氣是可燃性氣體，也給安全操作帶來困難。對(duì)于大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說，氫氣的使用方法也是非常重要的問題。目前一般采用的方式是飽和氫水，氫水在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域也被廣泛使用，可能是學(xué)術(shù)研究選擇的一個(gè)依據(jù)。氫氣的溶解度比較低，按照亨利定律，一個(gè)大氣壓氫氣在水中只能溶解1.6毫克，大約是0.8mM。采用納米氣泡技術(shù)，可以顯著提高利用水為載體攜帶氫氣的能力，是一項(xiàng)理想的灌溉氫水制作技術(shù)。但是氫氣非常容易從水中揮發(fā)，特別是灌溉后擴(kuò)散面積快速增大后，氫氣的揮發(fā)速度會(huì)非常快，這非常不利于氫氣在土壤中保持和持續(xù)作用時(shí)間。
另外一種方式是使用產(chǎn)氫氣材料如金屬鎂或氫化鎂，這種商業(yè)化材料能產(chǎn)生大量氫氣和氫水。將氫水灌溉到土壤后，金屬鎂材料會(huì)增加土壤鎂離子和堿性，如果長(zhǎng)期使用可能給土壤帶來不利影響。不同于醫(yī)療使用，農(nóng)業(yè)不需要無菌和少雜質(zhì)，農(nóng)業(yè)用氫水增加溶解度也可以采用增加水的顆粒物的方法。使用一定量顆粒物如土壤不僅能增加氣體和氣泡的在水中的溶解度，也可能增加氣體在水中的穩(wěn)定性。
從生物學(xué)角度，給植物使用氫氣安全性很高，至今很少發(fā)現(xiàn)氫氣對(duì)生物的不利效應(yīng)。當(dāng)然氫氣是可燃性氣體，和氧氣混合可以發(fā)生爆炸，因此在操作使用中一定要注意安全。在需要大量氫氣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，這顯得尤其重要。
自然環(huán)境中, 植物整個(gè)生命周期都處在一個(gè)不斷變化的環(huán)境中。適宜的環(huán)境條件能保證植物的正常發(fā)育和生長(zhǎng), 但如果環(huán)境條件變化超過植物正常生長(zhǎng)發(fā)育所能忍受的范圍, 就會(huì)影響植物的生長(zhǎng)。對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育不利的環(huán)境條件稱之為逆境或脅迫。由于植物的不動(dòng)性，不能逃避外部環(huán)境的變化，為了生存，只有改變本身的形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)來適應(yīng)周圍環(huán)境。經(jīng)過長(zhǎng)期的適應(yīng)與進(jìn)化，植物形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的機(jī)制來感應(yīng)外界信號(hào)，從而選擇最優(yōu)的應(yīng)對(duì)方式來適應(yīng)不良環(huán)境。因?yàn)槿祟惢顒?dòng)的影響，加之自然災(zāi)害是有發(fā)生，使得環(huán)境變化加劇，嚴(yán)重影響到植物的生長(zhǎng)發(fā)育。植物如何通過細(xì)胞感受并傳導(dǎo)逆境脅迫信號(hào)、激活一系列分子途徑并調(diào)控相關(guān)基因表達(dá)和生理反應(yīng)等，已成為植物生物學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。
研究發(fā)現(xiàn)，氫氣可能作為一種新型的信號(hào)分子參與植物脅迫應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)中。氫氣可能在植物抵御脅迫中具有重要的作用，如抵抗干旱環(huán)境，減輕鹽脅迫帶來的氧化損傷，減輕金屬離子和農(nóng)藥帶來的氧化損傷，參與激素抵抗病蟲害信號(hào)相關(guān)基因的表達(dá)。
氫氣作為一種氣體分子參與植物脅迫應(yīng)答過程中, 并起著重要的作用。通過以上綜述可知, 氫氣主要通過調(diào)節(jié)活性氧(ROS)的含量來參與植物抵御脅迫過程, 但是不同的脅迫環(huán)境, 調(diào)節(jié)機(jī)理不同。氫氣作為一種小分子氣體, 參與植物體內(nèi)的新陳代謝。通過加強(qiáng)氫氣參與植物脅迫應(yīng)答機(jī)理的研究, 將不僅有利于理解植物抵御脅迫的分子機(jī)理與生理變化, 還將有助于氫氣在生物學(xué)上的廣泛應(yīng)用, 在未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上, 減少化學(xué)農(nóng)藥的使用、增強(qiáng)植物耐受度, 從而為保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
