基于探地雷达和电容法的作物根系原位无损测量技术研究进展

改善根系结构提高作物的抗逆特性是保障粮食安全的有效途径。但传统破坏性取样根系测量方法费时费力,且破坏了根系的原位状态。为满足栽培和育种对根系信息的需求,亟需发展原位无损的根系测量方法。因此,该研究综述了相关技术的研究现状,以目前能够在田间应用的作物根系原位无损测量技术-探地雷达和电容法为例,系统分析总结了两者技术原理、当前应用情况、存在的关键问题以及未来研究方向等,研究认为,提高探地雷达测量作物根系的精度和证实电容法测量根系的可行性是未来研究主要的着力点。     

谷物干燥实时在线智能水分测量系统

采用电阻法在线测量谷物干燥过程中的实时水分,针对测量信号质量差采用测频电路进行测量信号的阻-频转换,对于谷物水分强温度依赖性和测量本构非线性,应用基于单片机的智能数据融合方法和智能非线性处理算法,所构建的水分测量系统克服了传统电阻法水分测量误差大、信号抗干扰能力和传输性差、测量数据的温度影响大以及硬件非线性电路处理能力差等方面缺陷,具有测量精度高、测量适应性强、信号质量好、测量装置结构简单等优点。     

小鼠卵母细胞的电激活

采用宁波新科CRY 3 细胞融合仪及其配备的镀银电融合槽(电极宽度为0. 5mm)对影响小鼠卵母细胞电激活效率的诸多因素,如直流脉冲的强度(1. 0 kV/cm、1. 5kV/cm、2.0 kV/cm、2.5 kV/cm)、脉冲宽度(40μs、80 μs、100 μs、150 μs)和脉冲次数(1次、2次、3次)进行了比较研究,结果表明,卵母细胞激活率随电场强度的增加而升高,场强为2.0 kV/cm时,获得了较高的卵母细胞激活率和卵裂率(74.47%,77.14%),场强继续增加,卵母细胞的激活率和卵裂率反而开始下降。场强为2.0 kV/cm,脉宽为80μs时,卵母细胞的激活率最高(77.78%)。多次连续脉冲(3次,每次间隔10 min)处理卵子,可明显升高卵母细胞的激活率和囊胚发育率(89.58%,20.59%)。     

抗寒锻炼期间白皮松电阻抗图谱参数对可溶性糖与淀粉含量变化的响应

2007年9月—2008年1月,对北京十三陵苗圃的北京市蟒山公园、山西省孝义市和甘肃省两当县3个种源的9年生白皮松(Pinus bungeana Zucc.)1年生针叶和茎进行了电阻抗图谱(EIS)分析,测定各种源未冷冻的EIS参数,以及可溶性糖和淀粉含量的变化,比较抗寒锻炼期间不同种源白皮松的EIS参数和生理指标之间的相关性。结果表明:①抗寒锻炼期间,针叶可溶性糖含量与β、针叶淀粉含量与细胞膜时间恒量τm和胞外电阻率re、茎淀粉含量与胞内电阻率ri、弛豫时间τ1和re呈显著负相关,茎可溶性糖含量与τ1、针叶可溶性糖含量与τm呈显著正相关;②从10月至11月,针叶re和ri与可溶性糖含量变化趋势相同,从10月至抗寒锻炼完成,针叶τm与可溶性糖含量变化趋势相同。     

本特草在低温胁迫下生理生化指标的变化

以草坪草本特草离体叶片为材料,设置3种低温处理：2℃,冷冻2d;2℃,冷冻2d后在-9℃下冷冻1d;-9℃直接冷冻1d;并以鲜样（田间直接取样）为对照,然后测定保护酶SOD、POD的活性、叶片相对电导率、叶绿素含量等生理指标。结果表明：（1）随着低温胁迫的加剧,SOD、POD活性下降,叶片伤害率增大。各处理问差异显著（P〈0．05）。（2）在相同冷冻温度下,预先2℃低温锻炼的叶片,其SOD、POD活性明显比未经锻炼直接冷冻的高。低温抗寒锻炼能有效增强本特草的抗寒性。     

城市大气污染对云南拟单性木兰苗期气体交换及叶绿素荧光的影响

以云南拟单性木兰一年生幼苗在城市污染条件下测定其光合速率及蒸腾速率,同时测定其叶绿素荧光的变化.发现在城市大气污染胁迫下,云南拟单性木兰的光合速率呈现下降趋势,其气孔导度下降最为明显.此外,光合速率及蒸腾速率均随着处理时间的延长而降低.造成光合速率下降的原因可能是二氧化硫等污染所产生的气孔限制因素所致.用NaHSO3溶液拟合大气中SO2的污染,测定云南拟单性木兰的叶绿素荧光变化及细胞膜相对透性的变化,叶绿素荧光的变化出现了类似的变化趋势,而细胞膜相对透性则随处理时间的延长而增高.同时测定胁迫条件下云南拟单     

滴灌均匀系数对土壤水分和氮素分布的影响

为了确定滴灌均匀系数的设计与评价标准,在日光温室内研究了滴灌施肥灌溉均匀性和施氮量对土壤水氮分布特性的影响。试验中滴灌均匀系数（Cu）设置0.62、0.80和0.96 3个水平,施氮量设置150和300 kg/hm2 2个水平。土壤含水率和电导率采用沿毛管均匀布置的TDR探头（Hydra Probe）连续监测,并定期取土样测试土壤硝态氮和铵态氮含量。结果表明,在作物生育期内3种滴灌均匀系数处理的土壤含水率一直保持很高的均匀系数,滴灌均匀系数和施氮量对土壤含水率均值及其均匀系数的影响均不显著（α=0.05）。土壤电导率及硝态氮含量的均匀性在很大程度上取决于土壤初始氮素含量的均匀性,其均匀系数低于土壤含水率的均匀系数,滴灌均匀系数的影响也不显著。从获得均匀的土壤水氮分布的角度出发,现行滴灌均匀系数标准尚有降低的空间。     

微咸水灌溉下土壤水盐动态及对作物产量的影响

华北平原农业灌溉用水非常紧缺,水资源日益缺乏与粮食需求日益增多之间的矛盾尖锐。充分利用微咸水资源是缓解这一矛盾的重要途径之一。该文以中国农业大学曲周试验站1997－2005年冬小麦和夏玉米微咸水灌溉田间长期定位试验为基础,研究了充分淡水、充分淡咸水、关键期淡水、关键期淡咸水和不灌溉等5个处理下土壤饱和电导率和含盐量的动态变化,探讨了微咸水灌溉对冬小麦和夏玉米产量的影响。结果表明：土壤水盐动态呈受灌溉和降雨影响的短期波动和受季节更替影响的长期波动;在正常降雨年份,使用微咸水进行灌溉是可行的,不会导致土壤的次生盐渍化;微咸水灌溉虽然导致冬小麦和夏玉米产量降低10%～15%,但节约淡水资源60%～75%。如果降雨量达到多年平均水平以及微咸水灌溉制度制订合理,微咸水用于冬小麦/玉米田间灌溉前景广阔。     

厚荚相思抗寒性选择研究

利用相对电导率对厚荚相思9个种源共30个家系进行了抗寒性测定。种源、家系、单株3个水平上的方差分析和多重比较结果表明：种源和家系间均存在极显著差异,家系内单株个体间依家系不同而表现各异。从中筛选出优良抗寒材料17562号种源和16598号种源。     

Relationship between parameters of electrical impedance spectroscopy and frost hardiness in stems and needles of Pinus bungeana

We studied the frost hardiness (FH) in stems and needles of different Pinus bungeana provenances during frost hardening by means of electrical impedance spectroscopy (EIS) and conventional electrolytic leakage (EL) and compared the regression equations of the two methods in order to optimize the EIS method for studying FH on plants. During frost hardening, EIS and EL were applied to one-year old stems and needles of P. bungeana in an 8-year provenance field trial at the Thirteen Tombs Nursery in Beijing within the provenances of Mangshan of Beijing, Liangdang of Gansu and Xiaoyi of Shanxi provinces, China. A double-DCE model and Model-A were used, respectively, for the EIS analysis of stems and needles that were not exposed to a controlled freezing treatment. After controlled freezing tests, the FH of stems and needles were assessed by EIS and EL. Without controlled freezing tests, the relaxation time (τ ₁) of stems and the specific intracellular resistance (r _i) of stems and needles displayed a statistically significant correlation with FH (R ² = 0.79–0.86); after controlled freezing tests, specific extracellular resistance (r _e) of the stems and needles, the cell membrane time constant (τ _m) of needles displayed an even higher correlation with FH (R ² = 0.92–0.94). There were significant relationship between EIS and EL in assessing the FH of stems and needles of P. bungeana, but EIS underestimated FH more than EL did. EIS is one of the more promising methods for assessing FH, especially without employing a controlled freezing test. __________ Translated from Scientia Silvae Sinicae, 2008, 44(4): 28–34 [译自:林业 科学]