植物干旱胁迫研究进展

从植物生理生化机制变化、植物激素信号传递及抗性基因表达等方面综述植物干旱胁迫研究进展。      

镉胁迫下菊苣叶片原位高光谱响应特征与定量监测研究

探究镉胁迫下菊苣叶片高光谱响应特征,以实现基于叶片原位高光谱技术的作物镉胁迫快捷、精准监测。采用室内水培实验,供试品种为"欧洲菊苣"、"美洲菊苣"和"黔育一号",设置0、5、10、25、50、100、200μmol/L共7个镉胁迫梯度,于菊苣苗期测试叶片镉质量比及其原位高光谱反射率。分别利用逐步回归(SWR)、主成分回归(PCR)和偏最小二乘回归(PLS)的统计分析方法对叶片原始光谱(R)及一阶微分光谱(FDR)进行镉质量比预测,确定最佳光谱监测方式和有效波段,提高镉胁迫估测的时效性。此外,为进一步检验上述模型的稳定性,再次布置9个独立菊苣品种镉胁迫光谱验证实验(镉浓度为50μmol/L)。结果表明,镉胁迫显著影响菊苣叶片镉质量比及高光谱反射率变化特征;随镉梯度增加,3个品种菊苣镉含量均显著提升,叶片高光谱反射率在可见光-近红外区(400～1 300 nm)逐步降低,中红外区(1 300～2 400 nm)则未表现出一致性变化规律。全波段光谱分析模型间,以基于FDR光谱的PLS监测模型(FDR-PLS)表现最优,其独立验证集决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)分别为0. 92、181. 3 mg/kg和2. 96。根据FDR-PLS模型中各波段无量纲评价指标:变量重要性投影值(VIP),确定菊苣叶片镉质量比有效波长分别为659、725、907、1 026、1 112、1 255、1 630 nm,实现了光谱降维和便捷分析的目的。此后,再次构建基于上述有效波段的菊苣叶片镉质量比FDR-PLS监测模型,其独立验证集R2、RMSE和RPD分别为0. 834、222. 4 mg/kg和2. 41,9个供试品种验证集R2、RMSE和RPD分别为0. 817、13. 0 mg/kg和1. 77,预测效果较为理想,能够满足无损和精准监测需求。     

灌溉水湿地净化系统中植物对镉的去除效果研究

我国南方重金属超标水灌溉已成为农田生态系统重金属输入最主要来源。【目的】从源头治理农田灌溉水的重金属Cd污染。【方法】选取梭鱼草、狐尾藻、轮叶黑藻共3种湿地植物作为材料,构建了沉砂池+生态塘+表面流湿地+吸附池系统,探究了系统底泥含Cd量及有机质量的变化与3种湿地植物体内的Cd质量浓度变化趋势及富集转运系数。【结果】①该湿地系统底泥中含Cd量随水流方向呈现递减趋势,各个采样点Cd质量浓度随时间推移而增加,底泥中含Cd量变化范围为1.15～38.58 mg/kg。②底泥有机质量随水流沿程呈缓慢下降趋势,下降幅度最高为13.9 g/kg。3种湿地植物中,梭鱼草地下部含Cd量较高,最高达125.88 mg/kg,地上部最高达9.16 mg/kg,狐尾藻、轮叶黑藻体内质量浓度最高分别达到32.55、6.94 mg/kg。③梭鱼草的富集与转运系数范围分别为8.24～34.96、0.036～0.176,说明梭鱼草中大部分Cd固定于根部,向上转运较少。【结论】3种植物中梭鱼草具有较高的农田灌溉水中Cd净化潜力。     

植物水分胁迫实时在线检测方法研究进展

植物水分胁迫程度不仅是表征植物健康状况的一个重要生命指标,而且是植物精准抚育的一个可靠依据,研究植物水分胁迫实时在线检测方法具有重大理论意义和实际应用价值。本文从植物生理特性指标(植物茎流、水势、蒸腾速率、茎体水分)和形态(植物2D图像、3D图像、茎干直径、光谱特征)两方面着重论述植物水分胁迫检测方法的研究进展,讨论各种方法的检测原理,从实际应用角度分析各种方法优缺点,并给出了得到广大学者普遍认可的产品,指出基于植物生理特性指标的水分胁迫检测方法具有较高的检测精度,但操作较复杂,并且对植物具有不同程度的损伤;基于植物形态特性的水分胁迫检测方法具有无损、快捷、操作简单等优点,但存在检测误差相对较大的缺点。针对各种检测方法的优缺点对未来的研究方向提出了展望。     

外源物质对镉胁迫下不同品种冬小麦苗期镉吸收特征的影响

[目的]分析不同外源物质对不同品种冬小麦苗期Cd吸收和迁移特征的影响及其差异性.[方法]通过向含不同质量浓度Cd(10、30 mg/L)的营养液中添加不同质量浓度的Si(28、56 mg/L)、Ca(50、100 mg/L)、Mg(50、100 mg/L)和腐殖酸(5、15 mg/L),在水培条件下研究了籽粒Cd高积累...     

干旱胁迫下茶园节水灌溉技术研究进展

随着全球气候变化和水资源短缺,干旱胁迫对茶叶生产的制约作用日益凸显。从干旱胁迫对茶园影响的内在机理和外在表现着手,结合我国茶区节水灌溉技术应用现状,从工程措施、农艺措施、抑蒸集水措施和管理节水等方面总结茶区节水灌溉技术,探讨茶园节水抗旱发展趋势,为茶区规划和茶业持续发展提供技术支持和理论依据。      

烟草干旱胁迫研究进展

从干旱胁迫的模拟方法、干旱胁迫对烟草的影响、干旱胁迫的调控措施三个方面进行综述,系统分析了该研究领域的现有成果,并对缓解烟草干旱胁迫、提高烟草抗旱性方面进行了展望,以期为烟草抗旱生产提供参考。     

基于计算机视觉的土壤镉胁迫生菜叶片污染响应分析

为了实现无损检测生菜叶片中重金属镉的污染程度,以计算机视觉技术为研究手段,结合图像处理方法和特征选择方法,对4个梯度重金属镉胁迫的生菜叶片进行识别。首先利用数码相机获取生菜叶片图像,然后使用K-means聚类算法分割图像,对分割出的目标图像提取图像颜色、形状和纹理特征,共获取46个图像特征。为了使模型更简便和减少数据量,利用基于变量组合的变量重要性分析(VIAVC)和竞争性自适应重加权算法(CARS)对图像特征进行降维。采用偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)和随机森林(RF)构建模型,用于生菜镉胁迫程度的识别。结果表明,在7个组合特征模型中,颜色形状纹理融合特征所建立的模型给出了最优结果,测试集分类正确率为92%。用VIAVC和CARS对颜色形状纹理融合特征进行特征选择,发现VIAVC的降维效果优于CARS。使用特征选择的变量建立模型,RF模型的训练集分类正确率和预测集分类正确率均高于PLS-DA,其中,基于VIAVC的RF模型的训练集和预测集分类正确率分别为98.0%和96.0%。可见,基于VIAVC的RF模型在大大降低了特征维数的前提下,能够较好地对不同镉胁迫程度的生菜叶片进行识别。     

基于植物电信号的小麦苗期等渗干旱胁迫与盐胁迫辨识

针对早期干旱胁迫与盐胁迫在植物处于逆境时难以区分的问题,提出一种基于光诱导植物电信号的干旱胁迫与盐胁迫辨识方法。使用光/暗循环刺激获取了小麦幼苗在正常状态以及等渗干旱胁迫与盐胁迫下的植物叶表面电位,并利用一对一分类策略的支持向量机（One-versus-one support vector machine,OVOSVM）对获取的植物电信号样本进行分类。三折交叉验证结果显示：对正常状态与干旱胁迫下小麦幼苗叶表面电位进行二分类,分类准确率达到100%;对正常状态与盐胁迫下小麦幼苗叶表面电位进行二分类,准确率为94.44%;进行三分类时准确率达到96.30%;对等渗干旱胁迫与盐胁迫下获取的小麦叶表面电位进行二分类,分类准确率为100%。研究表明,植物电信号作为一种辨识逆境胁迫的方法,可对等渗条件下早期干旱胁迫与盐胁迫进行准确区分。     

水盐胁迫条件下作物根系吸水模型研究进展及展望

提高盐渍化土壤农业生产力已成为边际土壤地力提升的重要组成部分及途径,研究盐分胁迫对根系吸水的影响及其根系吸水模型的建立是该方面的重要研究内容之一。首先介绍了作物根系吸水模型的研究进展,在此基础上,对目前国内外常用的水盐胁迫条件下作物根系吸水模型及其相关研究作了综述,指出由静态向动态方向发展、突出水分胁迫与盐分胁迫对根系吸水耦合、体现作物根系吸水特征空间差异是水盐胁迫条件下作物根系吸水模型研究的重点。     

植物生长调节剂诱导植物抗逆性研究进展

植物生长调节剂是对植物生长发育具有显著作用的微量有机物,广泛应用于农业生产中。在列举植物生长调节剂增产作用的基础上,介绍其在低温、盐碱、旱涝等环境下诱导作物产生抗性的作用机理及效果,为植物生长调节剂诱导植物抗逆性的相关研究及应用提供参考。     

土壤重金属污染大生物量植物修复技术研究进展

分析了土壤重金属污染修复技术的研究现状及存在的问题,研究了大生物量非超富集植物修复技术进展。对当前大生物量非超富集植物的研究进展进行了综合分析,其中包括粮食作物、油料作物、蔬菜、杂草和树木、花卉、经济作物等大生物量植物受重金属污染情况下的非超富集修复技术,提出了土壤重金属污染植物修复的研究方向。研究成果对土壤重金属污染修复技术的发展具有重要参考价值。     

土壤铅镉污染修复中植物修复技术的研究进展

近年来,由于工业"三废"治理不彻底、化肥农药的过量使用以及剩余污泥回用农田等原因,导致我国土壤重金属污染日趋严重。重金属无法被降解,易在土壤中累积,并通过生物富集和生物放大效应对环境和人类健康造成危害。土壤重金属污染修复与治理成为研究热点。重金属污染治理包括客土法、石灰改良法、化学淋洗法、植物修复等,这些方法各具特点,均有其适用范围,得到国内外学者的普遍关注。文章针对土壤铅镉污染的植物修复技术展开综述,并对可能影响植物修复的一些因素进行了介绍,最后对本领域的研究方向进行了展望,以期为同行业的从业者提供一定的借鉴。     

基于实测数据的植物建模研究进展

基于实测数据的植物建模是数字植物研究的基础问题。为此,较系统地介绍了基于图像和真三维两种实测数据的植物形态建模方法。通过对基于单幅图像、多幅图像以及基于数字化仪、三维扫描仪等4种典型方法的优缺点的详细分析,对该领域中仍存在的问题进行了阐述和总结。最后,对基于实测数据的植物形态建模研究与应用的发展趋势进行了展望。     

外来入侵植物刺萼龙葵研究进展

从刺萼龙葵的形态特征、地理分布、生物学习性、繁殖特征及危害等5方面,论证外来入侵植物刺萼龙葵在我国快速蔓延的现状,为进一步研究刺萼龙葵入侵机制、扩散对策提供科学依据。     

植物组培快繁褐化现象研究进展

综述了近十几年组培褐化现象,探究其产生原因,提出了减轻褐化现象的措施,并对今后发展提出建议,以期为植物组培的发展提供一些理论帮助,从而降低植物组培褐化现象的发生。      

植物基润滑油改性研究进展

从化学改性、基因改性和使用添加剂改性三方面,介绍现阶段植物基润滑油改性的常用方法。通过分析酯交换、环氧化、环氧异构化、氢化等方法的改性效果,找出其局限性,为植物基润滑油改性相关研究及工业化生产提供参考。     

覆膜滴灌技术研究进展

覆膜滴灌技术在我国农业生产中发挥了重要的作用,覆膜对土壤的增温、保水、除草和压盐都有一定的作用。覆膜滴灌提高水肥利用率,增产效果显著。但地膜的广泛使用产生大量的地膜废弃物,而且覆膜滴灌减少水的渗透和养分的运移,常年使用对土地利用也产生不利影响。系统介绍我国覆膜滴灌技术的发展进程、优势及存在问题和技术要点,并提出今后应着重于改进薄膜的使用标准、开发残膜回收机械和研发多用途地膜、生物可降解地膜等发展措施。