高压静电场（High-voltage electrostatic field,HVEF）是一种具有操作简便、能耗低、无污染等特点的人工电场。近年来,国内外研究表明高压静电场不仅能促进种子萌发、提高种子活力,而且对植物的生长发育具有促进作用,但相关作用机理研究较少。本研究以模式植物拟南芥为试验材料,从宏观和微观角度出发,通过对拟南芥表型、体内生理生化物质代谢规律、显微结构变化、拟南芥叶片及营养液电阻抗的变化等观察和测定,探讨高压静电场对拟南芥生长发育影响及其作用机理。本研究利用实验室自制的高压静电场对拟南芥幼苗进行处理,电场强度为3 k V/cm和-3 k V/cm。试验共设4种处理,分别为上午2 h（8:00-10:00）、上午4 h（8:00-12:00）、下午2 h（14:00-16:00）及全天处理,连续处理12 d。处理结束后对拟南芥叶片数量、叶面积、根长、开花时间、叶片解剖结构、光合色素含量、K+及Ca2+含量、质膜H+-ATP酶及质膜Ca2+-ATP酶活性、叶片及营养液阻抗、气孔发育情况进行了测定,并通过Zsimpwin软件进行阻抗谱拟合,得出相符合的等效电路模型,最后构建了气孔群体开闭的元胞自动机模型与试验所测得的实际值进行对比,验证模型的合理性。试验结果表明:（1）上午2 h、上午4 h和全天处理组中,高压静电场均可促进拟南芥幼苗根的伸长,增加叶片数量,增加叶面积（P＜0.05）并使拟南芥开花期提前,且正电场处理效果优于负电场。而下午2 h处理组中,正电场处理后的拟南芥幼苗根长、叶片数量、叶面积均低于对照组,且开花时间推迟;负电场处理后上述指标均略微高于对照。对各处理方式比较认为,以上午4 h高压正电场处理拟南芥幼苗得到最佳促进生长的效果,其根长、叶片数量、叶面积分别增加了99.06%、39.47%、89.09%,开花时间提前了8 d。（2）经过上午2 h、上午4 h和全天高压静电场处理12 d后,植株的光合色素含量、K+及Ca2+含量、质膜H+-ATP酶及质膜Ca2+-ATP酶活性均有不同程度的提高;而下午2 h正电场处理结束后,上述指标略低于对照组,负电场处理效果略高于对照。其中拟南芥以上午4 h高压正电场处理各指标增加最多,处理后叶绿素a浓度、叶绿素b浓度、叶绿素总含量、K+及Ca2+含量、质膜H+-ATP酶及质膜Ca2+-ATP酶活性分别增加了78.40%、125.30%、95.98%、25.36%、41.98%、103.06%、101.25%（P＜0.05）。（3）在高压静电场下处理上午2 h、上午4 h及全天处理后的阻抗均小于未处理的叶片阻抗,其中高压正电场上午处理4 h后拟南芥叶片阻抗最小;下午处理2 h后,高压正电场处理下的叶片阻抗大于CK组,高压负电场处理下的阻抗小于CK组。各处理营养液阻抗值均比未经电场处理过的植株利用的营养液阻抗值大,其中由高压正电场上午处理4 h后拟南芥利用的营养液阻抗最大;而下午2 h处理后拟南芥利用的营养液阻抗值呈现出相反的趋势,正电场处理后拟南芥利用的营养液阻抗值比对照组的阻抗值小。根据Cole-Cole模型,使用Zsimpwin软件对测得的叶片及营养液阻抗谱进行拟合,得出拟南芥叶片的等效电路模型为R（Q（R（QR）））,营养液的等效电路模型为R（QR）,模型检验值＜0.01,拟合效果较好。（4）与对照相比,经过高压静电场上午2 h、上午4 h、全天处理的拟南芥叶片气孔大小、数量、开合比均有显著的提高（P＜0.05）。而在下午2 h高压静电场处理结果与其相反。其中上午4 h处理各指标增加最多,其气孔大小、数量、开合比分别提高了9.03%、21.88%、96.99%。使用元胞自动机模型根据正常与上午4 h处理条件下的叶片气孔开合情况进行模拟,经过与实际测得的值对比,可以得出元胞自动机模型中气孔的开合比基本与试验相同。选用元胞自动机模型可以较好的模拟叶片气孔群体性开闭并有一定的预测效果。综上所述,高压静电场通过影响拟南芥幼苗叶片的阻抗值,促进离子的吸收与转运从而影响其生理生化指标,最后促进了植株的生长发育。其中在上午8:00-12:00处理12 d,对拟南芥幼苗的生长发育效果最佳。