基于光谱分析技术的作物中杂草识别研究

除草剂的精确喷施、物理方法精确除草皆依赖于杂草的自动识别.光合色素和结构差异导致作物、杂草的光谱反射率不同,因此不同植物可以利用光谱特性来区分.利用ASD光谱仪在室内分别测量了棉花、刺儿菜、水稻、稗草等四种植物在350～2 500nm波段范围内的光谱反射率.运用SAS统计软件的STEPDISC过程筛选能够区分作物和杂草的波长;判别模型中加入筛选所得特征波长,利用Discrim蚰过程进行判别分析.实验结果表明,利用3个特征波长385,415和435 nm有效地从双子叶植物棉花中识别出双子叶杂草刺儿菜,其识别率为100%,波长415和435nm的组合对识别模型的贡献最大;利用5个特征波长375,465,585,705和1 035 nm可有效地从单子叶植物水稻中识别出单子叶杂草稗草,其识别率也为100%,黄色到橙色的过渡波长585nm和"红边"内的波长705nm的组合对识别模型的贡献最大.     

荒漠植物含水量的光谱特征分析

用美国SVC的HR-768便携光谱仪现地测定了9种荒漠植物的高光谱并在实验室使用烘干法测定相应植物的含水率,对测定的光谱数据使用ENVI软件去除包络线,运用相关系数法分析植物含水率与反射光谱之间的关系,结果表明:978～1 030 nm波段与植物含水率相关性一般,1 133～1 266 nm波段与植物含水率相关性较好,1 374～1 534 nm波段与植物含水率相关性最好,是表达植物含水率大小的特征波段.对1 374～1 534 nm波段光谱数据进行聚类分析,可将测定的植物划分为含水率较高(>70%)、中等(50%～70%)、较低(<50%)3个等级.以上研究揭示了荒漠植物含水量大小和光谱数据之间的关系,为荒漠区生境分析和利用遥感数据进行荒漠植物监测提供了参考依据.     

植物甾醇乙酰化过程中高效液相色谱法的测定

应用高效液相色谱法对混合植物甾醇乙酰化过程的产物进行了测定。实验采用的色谱柱为 HypersilODS反相柱 (4 .6× 15 0 mm,5 μm) ,流动相为甲醇 ,紫外检测波长为 2 10 nm,恒溶剂洗脱的操作条件。实验结果表明 ,混合植物甾醇及其乙酸酯的响应时间小于 2 5 min,且各种甾醇及其酯的分离效果较好。采用该方法能够快速、准确地对植物甾醇酯化反应进行的程度及酯化产物含量进行测定。     

ICP-AES分析不同锌浓度培养下锌镉超累积植物遏蓝菜的元素计量变化

锌镉超累积植物遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)是重要的重金属污染土壤修复植物,但环境Zn浓度是否会影响该植物对其他元素的吸收,进而影响土壤养分的平衡,此前并不清楚.研究采用可同时测量多种元素的ICP-AES技术,分析高、中、低Zn浓度(5,50和500μmolL-1)多元素营养液培养的遏蓝菜中Zn,Cd,K,P,Mg,Ca,Fe,Mn,cu等元素的计量变化特征.结果显示,随着Zn供给浓度的升高,遏蓝菜根和茎叶的Zn含量都显著增加,高Zn培养的遏蓝菜茎叶和根的Zn含量比低Zn培养条件分别增加12和19倍;但植物茎叶中其他八种元素的含量均无显著变化,即在应用遏蓝菜修复Zn污染的土壤时,不会造成K,P,Mg,Ca,Fe,Mn,Cu元素从土壤中被植物过量带走而出现养分失衡.     

棕树叶的形貌、成分及光谱特性研究

利用傅里叶红外光谱仪-衰减全反射技术对不同棕树叶的太赫兹光谱进行了测量, 利用扫描电子显微镜及中红外光谱表征了样品的物理形貌与化学成分. 给出了叶绿素及类胡萝卜素的太赫兹指纹谱峰, 发现植物叶子的化学成分对光学响应的影响强于其物理形貌的影响. 在棕树叶的主要化学成分中, 叶绿素的太赫兹响应强于类胡萝卜素. 提出了植物光学研究以及太赫兹有机敏感材料研究的新方法, 获得了一些重要结果. 研究结果不仅有助于人们更加深入地了解植物的一些生理行为, 并可以从中得到启发, 为设计性能更高、针对性更强、应用更广的器件功能材料创造条件, 推动理论及应用研究的发展.     

几种氮氧自由基在植物中稳定性的ESR研究

为了在植物中合理地应用自旋标记物,文中比较了几种氮氧自由基在植物体中的稳定性. 在相同的条件下,将这几种氮氧自由基的稀溶液通过渗吸的方法导入植物体.在不同时间、植物体不同部位,用电子顺磁共振（ESR）方法检测信号的强弱程度,并且观察植株在吸入含氮氧自由基的稀释液后,生长状况的变化.发现能够在植物体中稳定存在、信号强、对植株毒害小的氮氧化合物的几个特点.如;分子量较小,大多为五元环的吡咯衍生物.绘制了氮氧自由基在植株中随时间而降解的曲线,通过比较发现,以浓度为10^-4 mol/L的稀释液浸泡,可以得到较好的顺磁信号,同时也不影响植物的生长.这一研究将对植物整体植株的顺磁成像技术的发展有帮助,同时有可能成为一种植物生理检测的方法.     

具有凸台结构的高照明均匀度倒置型植物光源设计

针对现有植物工厂采用的植物培养架照度、混色均匀度差导致农产品作物品质参差不齐的现状,提出一种高混光、高混色均匀度的植物培养架设计方案。不同于光源在上种植面在下的培养架设计模式,将红、蓝LED灯珠间隔排列阵列光源安装在植物种植平面上的凸台上,并把培养架顶部设计成漫反射面。漫反射面的引入起到增加混光距离的作用,提高光线耦合程度,从而达到了提高混光、混色均匀度的效果。进一步引入光量子通量密度均匀度以及混色均匀度共同作为考察指标,利用Taguchi方法设计并进行实验,研究不同因子对植物种植区光源均匀性的影响,再利用ANOVA理论分析了各因子对品质的影响程度多次优化后,最终获得照度均匀度为94.58%、混色均匀度为90%、能量利用率为41.42%的最优系统设计方案。然后研究了不同配光曲线的灯珠对培养架均匀度的影响,最后通过测量植物在不同高度时种植面和植物表面的照度及光谱的分布情况检测植物的生长是否会遮挡光线。结果表明该植物照明系统可以在植物生长过程中提供均匀的照明,遮挡问题几乎可以忽略不计。     

紫外-可见分光光度法在植物多糖含量测定中的应用

紫外-可见分光光度法(UV-Vis)是目前国内比较常见的一种光谱学测量方法.且近年来,其在植物多糖含量测定领域的应用越来越多.本文从UV-Vis测定植物多糖含量过程中的显色剂选取、各种条件的优化以及具体应用等方面进行综述.     

拉曼光谱在植物科学研究领域中的应用

拉曼光谱技术具有快速、灵敏、非破坏性等显著特点, 在植物科学研究领域得到广泛的应用。本文分析了拉曼光谱技术在植物科学研究领域应用的技术优势, 并重点总结和分析了该技术在植物生理生态学、植物遗传发育、植物化学分类学、植物天然产物分析以及植物产品的质量控制中的应用研究进展及前景。     

塔里木盆地8种有毒植物总生物碱的抗AChE活性

采用酸提碱沉、氯仿萃取法提取塔里木盆地8种有毒植物总生物碱,采用Ellman法,以他克林为阳性对照,探讨总生物碱抗AChE活性.实验结果表明8种植物中小花棘豆、盐角草、叉枝鸦葱、骆驼刺、苦马豆总生物碱具有明显乙酰胆碱酯酶抑制活性,黄香草木犀,盐生草,白茎盐生草的抑制率相对较低.     

筋骨草甾酮C的谱学特征

筋骨草甾酮C是分布于植物中的植物甾酮类化合物,具有抗氧化的作用.本文标定了该化合物中所有的碳信号,并通过¹³C-¹H COSY和¹H-¹H COSY技术纠正了文献中氢信号归属的错误.     

Graphene的物理性质与器件应用

Graphene因其新奇的物理性质和广泛的应用前景已迅速成为国际新材料领域的研究前沿和热点.文章详细介绍了Graphene奇特的物理性质(多体相互作用、量子霍尔效应、双极场效应、弱局域化效应等),并对其在微纳米器件、分子电子学、自旋电子学等领域的应用进展给出了综述.     

重离子辐射植物的诱变效应研究及应用

重离子生物技术已引起人们的广泛关注, 植物育种是重离子生物技术研究和应用的热点之一。 简要介绍了重离子的基本特征和在育种应用中的优势, 综述了重离子辐射对植物分子、 细胞、 个体3个水平的诱变效应研究及重离子辐射育种取得的进展。 Heavy ion biotechnology has received much attention since the mid 1980s, when the first mutagenic effect of heavy ion beams was found in rice. Since then, plant breeding is one of the focuses in heavy ion biotechnology. In this paper we outlined the recent developments in plant breeding by heavy ion beams. We introduced briefly the essential characteristics and superiority of heavy ion beams applied in plant breeding, and reviewed further the mutagenic research in three levels(e.g., molecular, cell and individual) of plants. At last, we summarized artificial mutants obtained in plants irradiated by heavy ion beams.     

植被红外特征的多孔介质模拟

利用流动介质在多孔材料孔隙通道内的渗流和表面蒸发与植物叶片的蒸腾作用相似的原理,设计一种多孔仿真叶片,建立多孔仿真叶片及实际叶片的理论模型,研究孔隙率、仿真叶片厚度、多孔材料固体颗粒的有效直径对仿真叶片表面温度的影响,并比较处于同样环境条件下的植物叶片与仿真叶片表面温度的变化情况,发现厚度0.5 cm,孔隙率0.05,颗粒有效直径2.5 mm的仿真叶片与植物叶片表面温度最接近,全天温差在3℃以内.     

一种等效于反铁磁海森伯混合自旋链的铁磁-反铁磁交替自旋链

利用严格对角化方法研究了一种自旋为1/2的铁磁-反铁磁交替自旋链的物理性质.计算了自旋关联函数、自旋z方向分量、自旋激发谱和磁化曲线等基本物理量,并将这些物理量和自旋为(1,1/2)的混合反铁磁自旋链对应的物理性质进行了比较.结果表明,当铁磁作用居于主导地位时,该模型的物理行为等效于混合自旋模型.因此,可以通过分析铁磁-反铁磁交替自旋链的物理性质研究混合自旋链的物理行为.     

植物微弱电信号在线采集系统的设计

植物电信号是细胞在生命活动中发出的电磁信号,由于其信号幅值为微伏级,在采集过程中,其有效信号很容易被噪声所淹没;依据植物电位信号的高阻抗源特性以及植物电位信号采集技术的特点,选择贴片电极作为测量植物表面电位信号的传感电极,有效降低了引导电极对植物的伤害和对植物电信号的干扰;采用AD8221芯片,设计了采集放大器电路用于采集植物电位信号,并搭建了植物电信号的采集系统,整个采集系统由放大电路、A/D转换电路、MCU、MAX232和计算机组成;以芦荟为实验对象,测得12 ℃时芦荟叶片电信号幅值的最大值是0.51 mV,最小值是-0.22 mV;结果表明该采集系统能够很好地采集植物电信号,为下一步的信号分析打下了坚实的基础。     

中国理论物理学家与生物学家结合的典范--回顾汤佩松和王竹溪先生对植物细胞水分关系研究的历史性贡献(下)

(上接 2 0 0 3年第 6期第 4 0 9页 )4　汤、王论文出现的主观与客观条件汤、王对植物生理学所作出的此一历史性贡献 ,是一位植物生理学家和一位理论物理学家合作的结果 .此一事实在一定的意义上表明 ,对于自然科学的某一特定领域一些基本问题的突破 ,根据问题所涉及知识领域的不同 ,往往是在多学科科学工作者的协作或具有不同专长的相同学科学者的合作下完成的 .自然科学史上这样的情况并不罕见 ,DNA双螺旋结构的创立是跨学科科学家协作的典型 ,低温超导中BCS理论的建立是同学科不同特长学者合作的范例 .汤、王二位先生能在 194 0年完成…     

激光诱导击穿光谱应用于三种水果样品微量元素的分析

激光诱导击穿光谱(LIBS)在植物样品上面的应用是一个较新的课题. 为将LIBS技术能实际应用于与食品安全相关的领域,实验中对三种真空冻干水果样品进行了初步LIBS实验研究,鉴别了其LIBS光谱,并选取典型光谱线,运用统计学方法分析比较了三种水果中Ca,Na,K,Fe,Al,Mg六种元素含量的差别. 实验结果表明,苹果中Na的含量最高,Ca的含量最低,三种水果样品中的K,Fe,Mg等元素含量也都有差异. 实验结果还表明LIBS技术是一种检测、对比植物样品中微量元素含量的有效手段. 关键词： 激光诱导击穿光谱 等离子体 植物样品 微量元素     

高压静电场促进植物生长技术的研究

高压静电场促进植物生长技术源于自然又高于自然 ,它包括静电种子处理和静电场生长环境等技术 .文章论述了该技术的实施方法 ,并报道了已经取得的初步成果 .     

自旋弛豫时间测定对固体代谢物分子力学性质的研究

自旋弛豫时间测定是研究固体物质分子动力学性质的有效手段,已广泛应用于植物糖、氨基酸、维生素、肾上腺素以及睾丸激素等多类代谢物分子动力学性质的研究中. 近来上述方法也被用于其他代谢物分子动力学性质与其多晶型相变的关系以及对代谢物结构依赖性的研究. 该文将在介绍自旋弛豫时间及其测定方法的基础上,着重对自旋弛豫时间测定研究植物糖、氨基酸及其衍生物分子动力学性质的应用工作进行讨论.