植物電信號(hào)的變化與植物生理生化作用緊密相關(guān)。本書介紹了利用無(wú)刺激或非傷害性刺激的方式獲取電學(xué)各元件電信號(hào)的方法,解析了植物不同電信號(hào)的形成機(jī)制和作用規(guī)律,探討了植物電生理信息對(duì)水分變化、營(yíng)養(yǎng)代謝、鹽分逆境、病害、pH等的響應(yīng),闡述了用電生理信息表征植物能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)化、水分代謝、營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)能力、抗鹽能力、抗病能力、耐酸堿能力、健康狀況及適應(yīng)性的原理和技術(shù)。
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1994.10 -1996.10 中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 博士后;
1991.09 -1994.09 四川大學(xué)生物系,植物學(xué)專業(yè), 博士學(xué)位;
1989.8 -1994.10 貴州科學(xué)院植物園, 植物生物技術(shù)研究室, 助理研究員;
1986.09 -1989.07 貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 植物生理生化專業(yè)碩士學(xué)位;
1982.09 -1986.07 安徽師范大學(xué)生物系, 學(xué)士學(xué)位;2007.11月至今 中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所, 研究員/博導(dǎo),
2007.05 -2007.08 荷蘭Wageningen大學(xué), 植物生理學(xué), 訪問(wèn)學(xué)者, 從事環(huán)境生物技術(shù)研究;
2002.08 -2007.11 江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)工程研究院, 教育部江蘇省共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 研究員/博導(dǎo), 從事環(huán)境地球化學(xué)以及脆弱水土資源利用研究;
2001.01 -2001.03 澳大利亞/墨爾本大學(xué)/土地與食物資源研究所, 土地與食物資源研究;
1998.11 -2002.08 中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所, 環(huán)境地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 研究員;
1996.10 -1998.11 中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 副研究員;1. 國(guó)務(wù)院特殊津貼 (2002年)(國(guó)務(wù)院)
2. 中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎(jiǎng)(個(gè)人)(2019年)
3. 貴州省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)(排名第一)(2016)
4. 江蘇省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(2014)(排名第二)
5. 福建省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(2013)(排名第一)
6. 第四屆梁希林業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)(2011)(排名第一)
7. 貴州省首屆“青年創(chuàng)新人才獎(jiǎng)”(2009)
8. 中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”(2008)
9. 第四屆貴州省青年科技獎(jiǎng) (1997)
10. 江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”首批中青年科學(xué)技術(shù)帶頭人(2007年)
11. 江蘇省高!扒嗨{(lán)工程”優(yōu)秀青年骨干教師(2005)(江蘇省教育廳)
12. 貴州省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)(排名第二)(1998)
目錄
第1章 植物電信號(hào)及生理信息的獲取 1
1.1 植物電信號(hào)和電學(xué)特征 1
1.1.1 植物電信號(hào) 2
1.1.2 植物的電學(xué)參數(shù) 3
1.2 植物電生理學(xué)的發(fā)展 5
1.2.1 植物電生理學(xué)在國(guó)外的發(fā)展 5
1.2.2 植物電生理學(xué)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展 8
1.2.3 植物電生理學(xué)發(fā)展的困境和問(wèn)題 10
1.3 植物電生理實(shí)時(shí)信息檢測(cè) 11
1.3.1 植物實(shí)時(shí)電信號(hào)檢測(cè)技術(shù) 11
1.3.2 植物實(shí)時(shí)電信號(hào)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例——植物葉片細(xì)胞輸運(yùn)能力的檢測(cè) 14
1.4 植物電生理固有信息的檢測(cè) 19
1.4.1 植物電生理固有信息的種類和意義 20
1.4.2 植物電生理固有信息的測(cè)定和表征 22
1.4.3 植物電生理固有信息的應(yīng)用實(shí)例 30
參考文獻(xiàn) 46
第2章 植物電生理信息與植物抗干旱能力的檢測(cè) 53
2.1 植物對(duì)干旱逆境的響應(yīng) 53
2.1.1 植物的水分代謝 53
2.1.2 植物的形態(tài)解剖特征對(duì)干旱的響應(yīng) 57
2.1.3 植物的生理特征對(duì)干旱的響應(yīng) 59
2.1.4 植物的分子生物學(xué)特征對(duì)干旱的響應(yīng) 62
2.1.5 基于生物學(xué)特征的植物抗旱能力的檢測(cè) 63
2.2 植物電生理信息對(duì)水分變化的響應(yīng) 64
2.2.1 植物電生理信息與水分變化的關(guān)系 64
2.2.2 植物電生理信息對(duì)水分變化的響應(yīng)特征 65
2.3 植物葉片緊張度表征水分狀況的原理及技術(shù) 69
2.3.1 葉片緊張度的概念及計(jì)算 69
2.3.2 植物葉片緊張度與水分的關(guān)系 71
2.3.3 葉片緊張度與光合作用的關(guān)系 82
2.3.4 基于葉片緊張度的變量灌溉在線監(jiān)測(cè) 89
2.4 植物電生理固有信息表征水分狀況的原理及技術(shù) 96
2.4.1 表征水分狀況的植物初始葉片緊張度 96
2.4.2 植物胞內(nèi)水分利用效率和相對(duì)持水時(shí)間的測(cè)定 102
2.5 葉片電生理-機(jī)械特征耦合下的植物抗旱能力的表征 112
2.5.1 植物機(jī)械特征對(duì)抗旱能力的表征 112
2.5.2 基于葉片電生理-機(jī)械特征耦合下的植物抗旱能力的表征 117
參考文獻(xiàn) 123
第3章 植物電生理信息與植物耐低營(yíng)養(yǎng)能力和營(yíng)養(yǎng)利用效率的檢測(cè) 131
3.1 植物對(duì)低營(yíng)養(yǎng)的響應(yīng) 131
3.1.1 植物的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)吸收與利用 132
3.1.2 植物對(duì)低營(yíng)養(yǎng)的響應(yīng) 136
3.1.3 植物低營(yíng)養(yǎng)的診斷與檢測(cè) 137
3.2 植物的耐低營(yíng)養(yǎng)能力和營(yíng)養(yǎng)利用效率 138
3.2.1 植物耐低營(yíng)養(yǎng)能力和營(yíng)養(yǎng)利用效率的測(cè)定方法 139
3.2.2 兩種生境下構(gòu)樹的耐低營(yíng)養(yǎng)能力和營(yíng)養(yǎng)利用效率 142
3.2.3 馬鈴薯和辣椒的耐低營(yíng)養(yǎng)能力和營(yíng)養(yǎng)利用效率 143
3.3 植物的營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)(代謝)能力 145
3.3.1 植物營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)(代謝)能力的測(cè)定方法 146
3.3.2 兩種生境中構(gòu)樹電生理和營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)信息 147
3.3.3 草本和木本植物電生理和營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)信息 149
3.3.4 馬鈴薯和辣椒電生理和營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)信息 150
3.3.5 植物營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸多樣性 150
3.4 植物營(yíng)養(yǎng)掠奪能力的檢測(cè) 151
3.4.1 植物營(yíng)養(yǎng)掠奪(吸收)能力的測(cè)定方法 152
3.4.2 甘藍(lán)型油菜和諸葛菜的擬合方程參數(shù) 153
3.4.3 甘藍(lán)型油菜和諸葛菜的電生理信息和營(yíng)養(yǎng)掠奪能力 154
3.4.4 電生理信息與營(yíng)養(yǎng)掠奪能力的相關(guān)性 155
3.4.5 植物營(yíng)養(yǎng)掠奪(吸收)能力與環(huán)境的適應(yīng)性 156
參考文獻(xiàn) 158
第4章 植物電生理信息與植物抗鹽能力的檢測(cè) 161
4.1 植物對(duì)鹽分逆境的響應(yīng) 161
4.1.1 植物的鹽分運(yùn)移與抗鹽能力 162
4.1.2 植物的形態(tài)解剖特征對(duì)鹽分逆境的響應(yīng) 164
4.1.3 植物的生理特征對(duì)鹽分逆境的響應(yīng) 167
4.1.4 植物的分子生物特征對(duì)鹽分逆境的響應(yīng) 169
4.1.5 基于生物學(xué)特征的植物抗鹽能力的檢測(cè) 169
4.2 植物電生理信息對(duì)植物抗鹽能力的表征 170
4.2.1 生理電容及葉片緊張度對(duì)植物抗鹽能力的快速表征 171
4.2.2 植物固有電生理信息對(duì)植物抗鹽能力的快速表征 175
4.2.3 模擬潮汐下紅樹植物鹽適應(yīng)能力的評(píng)估 183
4.2.4 紅樹植物鹽分排出、稀釋、超濾及總抗鹽能力的表征 196
4.3 植物電生理信息在鹽水灌溉中的應(yīng)用 217
4.3.1 植物電生理信息對(duì)植物鹽脅迫水平的表征 217
4.3.2 植物電生理信息對(duì)即時(shí)生長(zhǎng)速率的表征 222
4.3.3 作物電生理信息對(duì)灌溉節(jié)點(diǎn)的表征 226
參考文獻(xiàn) 230
第5章 植物電生理信息與植物病害的監(jiān)測(cè) 239
5.1 植物病害診斷及抗病能力 239
5.1.1 植物病害類型及感病過(guò)程 239
5.1.2 植物抗病機(jī)理 241
5.1.3 植物病害識(shí)別診斷 242
5.2 植物電生理信息對(duì)病害的響應(yīng)——以菌核病為例 244
5.2.1 植物電生理信息對(duì)病害的響應(yīng)測(cè)定方法 245
5.2.2 核盤菌侵染對(duì)苗期油菜電生理信息、胞內(nèi)水代謝和營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響 248
5.2.3 核盤菌侵染對(duì)花期油菜電生理信息、胞內(nèi)水代謝和營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響 254
5.2.4 核盤菌侵染對(duì)花期諸葛菜電生理信息、胞內(nèi)水代謝和營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響 260
5.2.5 核盤菌侵染下油菜、諸葛菜的電生理響應(yīng) 266
5.2.6 核盤菌侵染下油菜、諸葛菜的胞內(nèi)水代謝響應(yīng)和營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)響應(yīng) 267
5.2.7 核盤菌和草酸復(fù)合侵染下油菜、諸葛菜的電生理、胞內(nèi)水代謝和營(yíng)養(yǎng)運(yùn)響應(yīng) 267
5.2.8 基于電生理信息的油菜、諸葛菜菌核病早期預(yù)測(cè)方法的建立 268
5.3 植物健康指數(shù)和病害發(fā)病指數(shù)的檢測(cè)——以菌核病為例 268
5.3.1 植物健康指數(shù)和病害發(fā)病指數(shù)的檢測(cè) 269
5.3.2 核盤菌侵染下油菜、諸葛菜的代謝流和代謝速率 270
5.3.3 核盤菌侵染下油菜、諸葛菜的健康指數(shù)和菌核病病情指數(shù) 272
參考文獻(xiàn) 277
第6章 植物電生理信息與植物耐酸堿能力的檢測(cè) 280
6.1 植物對(duì)pH的響應(yīng) 280
6.1.1 植物外觀形態(tài)對(duì)pH的響應(yīng) 281
6.1.2 植物元素吸收對(duì)pH的響應(yīng) 282
6.1.3 植物生理生化指標(biāo)對(duì)pH的響應(yīng) 283
6.1.4 植物生物學(xué)特征對(duì)pH的響應(yīng) 285
6.2 基于電生理信息的植物耐酸堿能力檢測(cè) 286
6.2.1 植物對(duì)環(huán)境響應(yīng)的檢測(cè) 287
6.2.2 pH與NaHSO3互作下黃菖蒲及馬藺的生長(zhǎng)及硫吸收 289
6.2.3 pH及NaHSO3互作下黃菖蒲與馬藺的光能利用特征 310
6.2.4 pH及NaHSO3互作下黃菖蒲與馬藺的細(xì)胞代謝能變化特征 324
6.2.5 pH及NaHSO3互作下黃菖蒲與馬藺的能量分配特征 332
6.2.6 pH及NaHSO3互作下植物能量代謝特征及除硫效應(yīng) 342
參考文獻(xiàn) 343
第7章 植物電生理信息與植物健康及適應(yīng)性的檢測(cè) 350
7.1 植物健康及適應(yīng)性的評(píng)價(jià) 350
7.1.1 干旱脅迫對(duì)植物的健康影響及其適應(yīng)性反應(yīng) 351
7.1.2 鹽脅迫對(duì)植物的健康影響及其適應(yīng)性反應(yīng) 351
7.1.3 高低溫脅迫對(duì)植物的健康影響及其適應(yīng)性反應(yīng) 352
7.1.4 重金屬脅迫對(duì)植物的健康影響及其適應(yīng)性反應(yīng) 352
7.1.5 植物的健康及適應(yīng)性評(píng)價(jià) 353
7.2 基于電生理信息的植物細(xì)胞代謝能的表征 354
7.2.1 植物細(xì)胞代謝能的測(cè)定方法 355
7.2.2 構(gòu)樹和桑樹不同葉片的生理電容、電阻、阻抗隨夾持力的變化 356
7.2.3 不同葉片的比有效厚度及細(xì)胞代謝能 357
7.3 植物電生理信息在植物健康活力檢測(cè)中的應(yīng)用 359
7.3.1 植物健康活力的檢測(cè)方法 360
7.3.2 不同天氣條件下4 種植物電生理信號(hào)的晝夜變化 362
7.3.3 基于電生理信號(hào)的4 種植物晝夜節(jié)律模型的構(gòu)建 365
7.3.4 基于生理電阻4 種晝夜節(jié)律特征的比較 366
7.3.5 基于生理電容4 種晝夜節(jié)律特征的比較 368
7.3.6 基于生理阻抗4 種晝夜節(jié)律特征的比較 368
7.3.7 基于生理電阻和生理電容4 種植物健康活力的比較 369
7.3.8 植物電生理信息與植物健康活力 370
7.4 植物電生理信號(hào)的晝夜節(jié)律對(duì)模擬干旱脅迫的響應(yīng) 373
7.4.1 植物電生理信號(hào)的晝夜節(jié)律對(duì)模擬干旱脅迫的響應(yīng)監(jiān)測(cè) 374
7.4.2 模擬干旱脅迫對(duì)構(gòu)樹和桑樹電生理信號(hào)晝夜節(jié)律的影響 374
7.4.3 模擬干旱脅迫對(duì)諸葛菜和油菜電生理信號(hào)晝夜節(jié)律的影響 377
7.4.4 模擬干旱脅迫下植物電生理信號(hào)的晝夜節(jié)律的響應(yīng) 381
7.5 植物電生理信息在植物適應(yīng)性(抗逆性)檢測(cè)中的應(yīng)用 382
7.5.1 植物適應(yīng)性(抗逆性)的檢測(cè) 383
7.5.2 不同馬鈴薯品種的抗逆性(適應(yīng)性)評(píng)價(jià) 384
7.5.3 不同辣椒品種資源的抗逆性(適應(yīng)性)評(píng)價(jià) 389
7.5.4 基于電生理特征的抗逆作物品種的選擇方法 389
參考文獻(xiàn) 391
第8章 研究意義與展望 394
8.1 植物電生理信息測(cè)定意義 394
8.1.1 科學(xué)意義 394
8.1.2 應(yīng)用價(jià)值 395
8.1.3 在學(xué)科發(fā)展中的作用 396
8.2 展望 397