低温胁迫对水稻胚芽中葡萄糖和水分状态的影响及其与种子出苗成活间的关系

为了探明低温逆境下水稻种子出苗成活的品种间差异,解析水稻芽苗期耐低温机理,本研究以4个低温耐性不同的品种为试验材料,设置低温和常温2个处理,分析了水稻出苗过程中种子和胚芽组织的碳水化合物含量、含水量,种子的α-淀粉酶、胚芽蔗糖合酶和抗氧化酶活性,胚芽的过氧化氢与丙二醛含量随时间的变化,及其与胚芽存活率的相关性。研究发现,低温下冷敏感品种中嘉8号(S1)、中嘉早17(S2)胚芽的葡萄糖含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)比蛋白活性在低温4 d后显著下降,而H2O2、MDA含量逐渐增加,其胚芽尖端逐渐枯死卷曲;而耐冷品种日本晴(T1)、耘两优玖48(T2)的胚芽葡萄糖含量维持在一个较高水平,抗氧化酶(SOD、POD、CAT)比蛋白活性、H2O2、MDA含量也都保持不变,其胚芽保持挺立生长状态。分析发现低温抑制了种子的α-淀粉酶活性,但增加了胚芽的蔗糖合酶活性;低温延缓了耐冷品种T1和T2的胚根向种子根发育的进程,却抑制了冷敏感品种S1和S2胚根的发育,低温下冷敏感品种S1、S2的根系活力显著低于耐冷品种T1、T2,冷敏感品种S1、S2种子和胚芽的含水量随低温时间的延长不断降低,而耐冷品种T1、T2相对稳定。相关分析发现,胚芽的存活率与胚芽和种子的葡萄糖含量、含水量和胚根的长度、体积、活力呈极显著正相关,但与种子中淀粉和胚芽中蔗糖的含量呈极显著负相关。外源增加S1、S2的水分供应能够显著地提高种子和胚芽在低温下的存活率。上述结果表明,在种子出苗过程中,低温胁迫在抑制种子α-淀粉酶活性的同时,也抑制了胚根的生长发育,降低了根系向种子和胚芽运输水分的能力,导致种子中淀粉和胚芽中蔗糖的分解能力下降,胚芽葡萄糖供应不足,使得胚芽抗氧化代谢失衡、存活率降低,而外源增加水分供应可在一定程度上提高低温下胚芽的存活率。

基于低空无人机遥感的水稻产量估测方法研究进展

水稻作为主要的粮食作物之一,其产量估测对国家政策宏观调控、地方农情实时指导以及优良品种的定向培育都起着至关重要的作用。随着作物学科及其交叉学科的不断进步,估产的方法和模式也逐渐多样化。同时,随着遥感技术的发展,尤其是低空无人机的出现及其应用的普及,水稻智能遥感估产方法不断创新,估测精度不断提升,但针对基于无人机遥感的智能稻作产量估测缺乏系统和科学的归纳总结。鉴于此,本文在梳理目前主流水稻估产方法及其优缺点的基础上,聚焦探讨低空智能遥感技术在水稻产量估测中的应用及未来发展方向。围绕当前利用低空遥感技术获取的主要特征信息,探讨实现智能遥感水稻估产的模型开发。此外,还探讨了智能遥感技术在水稻产量估测中面临的挑战和问题,旨在深化并完善对低空遥感水稻的产量估测方法的理解,进而为水稻产量智能估计提供系统全面的参考和指导。