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高光谱成像技术在两种作物上的镉胁迫应用

今天,小编将为大家介绍的是:高光谱成像技术在两种作物上的镉胁迫应用,希望可以帮助到大家。

在此之前,咱们先来聊聊镉:

镉是一种可在土壤内累积的对人与作物均有害的有毒重金属。人类70%~90%的镉吸收来源于植物源性食品,特别是可将高浓度镉转移至地上可食用组织的叶类蔬菜。

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解决重金属污染问题的最佳策略是将重金属固定在土壤中并阻止其进一步被作物组织吸收。生物炭可以降低土壤中重金属镉的生物有效性,实现土壤的改良修复。然而,多数作物在面对3-30mg/kg的有害镉胁迫时仅表现出有限的可见症状。在传统研究中,评价土壤改良剂的实际效用需要在作物收获后采用具有破坏性且高成本的重金属吸收化学检测方法。

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高光谱成像是一种可以在植物生长过程中无损快速定量检测镉的技术。用高光谱成像技术探索检测两种截然不同的绿叶作物(罗勒与甘蓝)的镉胁迫的可行性,研究从硬木中提取的生物炭对减少镉胁迫的作用并鉴别了与植物镉胁迫相关程度最高的植被指数。

通过结合作物株高、重量、SPAD值、植被指数等表型参数与方差分析法发现,罗勒比甘蓝在面对镉胁迫时具有更明显的症状,而且使用高光谱成像技术更易被检测。多个植被指数有效地检测到了罗勒的镉胁迫,但只有花青素反射率指标(ARI)可以同时区分两种作物中不同处理下镉胁迫的梯度。研究结果表明,生物炭处理确实降低了甘蓝对重金属镉的吸收,特别是在镉的浓度较低时。而且,ARI指标是评价土壤改良剂中和重金属镉胁迫效果的最准确指标。该研究为利用高光谱成像技术加速土壤重金属镉改良剂的研究提供了新的思路,有助于阐明生物炭影响植物生长和应激反应的调节机制。

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高光谱成像技术的快速发展与广泛应用给我们带来了诸多便捷,受到了行业内众多人的“追捧”。

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