人工智能氣候室在農(nóng)業(yè)植物上的應(yīng)用
人工智能氣候室在農(nóng)業(yè)植物上的應(yīng)用
人工智能氣候室的出現(xiàn)和發(fā)展以來(lái),應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛,國(guó)外已在國(guó)防、海洋、林業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物、氣象、畜禽、工業(yè)、環(huán)境污染和宇宙開(kāi)發(fā)等許多領(lǐng)域里應(yīng)用。但應(yīng)用最多的為農(nóng)業(yè)科學(xué)和植物生理學(xué)的研究。本文僅就農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物生理學(xué)在植物人工智能氣候室開(kāi)展的研究與取得的成果作一簡(jiǎn)單介紹。
目前世界上在植物人工智能氣候室的研究,大體上有以下一些營(yíng)養(yǎng)生理一研究不同環(huán)境條件下?tīng)I(yíng)養(yǎng)元素的吸收和積累;器官發(fā)生一研究不同環(huán)境條件下花芽的形成,性別分化、營(yíng)養(yǎng)器官和繁殖器官的形成,開(kāi)花生理一研究開(kāi)花過(guò)程的生理,開(kāi)花誘導(dǎo)的作用,植物光敏色素在開(kāi)花中的作用;育種的研究一選育具有一定抗性的品種或加速世代繁育;抗性生理一發(fā)展誘導(dǎo)的抗性技術(shù),另外還有光呼吸、光合作用生理和氣體污染等等的研究。例如國(guó)外通過(guò)研究,了解到蕃茄坐果,對(duì)夜溫比較敏感,夜溫高,坐果差。
因此,為在較高夜溫地區(qū)種植蕃茄選育出了忍耐高夜溫的品種。日本在水稻冷害試驗(yàn)中,系統(tǒng)地研究了稻穗形成過(guò)程中,低溫造成的不孕性,確定了冷害的敏感期即減數(shù)分裂后的小抱子形成期;耐寒品種的傷害臨界溫度為15~17℃,敏感品種的傷害臨界溫度為17~19℃等。
國(guó)際水稻研究所,利用人工智能氣候室,完成了很多有關(guān)水稻生理生化的研究。他們?cè)诓煌瑴亍⒐庠耘喹h(huán)境下,測(cè)出水稻各個(gè)品系的光合率與葉片含氮量的關(guān)系,并在控制氮量的條件下,得出用不同光周期處理水稻植株的產(chǎn)量和產(chǎn)量的構(gòu)成、碳水化合物含量等數(shù)據(jù),為選育新品種提供了理論依據(jù)。荷蘭根據(jù)CO能促進(jìn)光合作用的結(jié)果,將人工智能氣候室內(nèi)的CO濃度提高3一5倍,使黃瓜產(chǎn)量增產(chǎn)49%,蕃茄、菠菜、蘿卜和甘蔗增產(chǎn)25~35%。法國(guó)利用人工智能氣候室對(duì)玉米進(jìn)行光照強(qiáng)度和光周期試驗(yàn),同時(shí)還研究低溫對(duì)玉米發(fā)芽期的影響。試驗(yàn)證明長(zhǎng)日照、高氣溫和高光強(qiáng)有利于玉米的生長(zhǎng)。這一結(jié)果,為不同玉米品種區(qū)域化提供了依據(jù)。此外,西德、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)也利用人工智能氣候室對(duì)冬小麥、冬大麥、春播谷類以及甘蔗等作物的良種培育進(jìn)行了研究,收效較大。
近幾年來(lái),我國(guó)利用人工智能氣候室,在植物生理學(xué)方面進(jìn)行了諸如光、溫、濕、氣等單因子的環(huán)境因素對(duì)植物生理過(guò)程影響的研究,同時(shí)對(duì)復(fù)因子一植物感光性和感溫性也開(kāi)展了研究。在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上,結(jié)合南方稻區(qū)水稻生產(chǎn)中常遇到的花期低溫傷害問(wèn)題,進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,明確了水稻花期傷害的敏感期、傷害的臨界溫度、臨界時(shí)間的天數(shù)和主要受傷害的器官。并研究了防御措施和建立了一套較為完整的資料,為氣象單位的秋季低溫預(yù)報(bào)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)指揮生產(chǎn)提供了科學(xué)依報(bào)。水稻光溫特性遺傳的研究,在不同溫光條件下,探討雜種后代的生理變化,從中看到水稻品種的感光性屬于數(shù)量性狀遺傳,而且在雜種初期世代中即可進(jìn)行感光性的鑒定,為育種提供了資料。
