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有潜力的谷物冻伤检测新工具
发布时间:2020-10-15 19:20:36 阅读:56

来源:澳大利亚阿德莱德大学;电子科技大学红外毫米波与太赫兹研究院 张迁 编译

在洛克斯顿的田间试验中,霜冻损害了大麦。图片来源:阿德莱德大学

    澳大利亚阿德莱德大学(University of Adelaide)的农业科学家和工程师们已经找到了一种潜在的新的能够筛查出被冻伤的谷类作物的工具。

    他们本周发表在《光学快报》上的文章表示他们可以使用太赫兹波(位于电磁波谱中的微波和红外波之间)成像技术来对大麦进行无损的冻伤筛查。

    农业、食品和葡萄酒学院的杰森阿博尔教授是这个项目的负责人,他说:“据估计,霜冻每年会给澳大利亚的谷物种植者带来3.6亿美元的直接或间接损失。”

    “为了尽可能的减少重大的经济损失,霜冻发生后,谷物的种植者需要尽快决定是铲掉作物还是继续种植。然而,判断正在生长的谷物的冻伤情况十分困难并费时且还是一种损伤性的抽样检测。”

    当植物的繁殖器官在生长季处于0摄氏度以下的气温时就会被冻伤,损害的程度取决于霜冻的严重程度和发生情况。

在洛克斯顿的田间试验中,霜冻损害了大麦。图片来源:阿德莱德大学

    大麦和小麦等谷类作物对霜冻损害十分敏感,这是由遗传学,实际管理,环境条件及其相互作用决定的。例如,温度相差一度都可能导致小麦的冻伤从10%升级到90%。

    在阿德莱德大学的怀特研究所和谷物研究与开发公司的支持下,研究人员用电气和电子工程学院的太赫兹工程实验室的先进成像系统扫描大麦和小麦霜冻破坏的麦穗。

    太赫兹波可以穿透麦粒来识别出被冻伤和未被冻伤的麦穗之间的不同。

    阿博尔教授说:“大麦和小麦的麦穗在霜冻发生的许多天内不一定会显现出症状,这项技术有望在冻伤症状出现之前就识别出是否受到霜冻损害。”

    包括Wendy Lee博士、Ariel Ferrante博士和Withawat Withayachumnankul副教授在内的研究人员发现太赫兹成像可以识别冻伤和未被冻伤的大麦的麦穗,并且在多次实验中结果都是相同的。这种成像技术还可以识别出单个麦穗中单个谷粒的位置。

    阿博尔教授表示,这项技术可以被制成一种用在田间的工具,种植者和农艺师可以使用这种工具来协助他们进行作物管理,减少霜冻带来的损失。目前的技术也可以用来帮植物育种人员迅速有效的在众多种系的植物中挑选出表现较好的那一种。

 
 

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