劉映雪,武威,姚照勝,劇成欣,劉濤,孫成明
(1. 江蘇省作物遺傳生理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省作物栽培生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院,江蘇揚(yáng)州,225009; 2. 江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心,揚(yáng)州大學(xué),江蘇揚(yáng)州,225009)
隨著全球變暖日益嚴(yán)重,淡水資源越來(lái)越緊缺,干旱引起的鹽害也在不斷加重。全世界上約20%的耕地和33%的灌溉農(nóng)田受到鹽脅迫的影響[1]。在干旱和半干旱地區(qū),灌溉常常被用來(lái)補(bǔ)償干旱易發(fā)區(qū)雨量不足,然而頻繁的長(zhǎng)期灌溉會(huì)增加耕地土壤的鹽分。有研究預(yù)測(cè)表明,到2050年土壤鹽漬化將影響50%以上的耕地[1]。同時(shí)工業(yè)污染等因素導(dǎo)致的土地鹽堿化程度不斷加深。為了解決世界糧食問(wèn)題,有必要培育耐鹽脅迫的作物品種。因此,在開(kāi)發(fā)利用鹽堿地之前必需弄清鹽脅迫對(duì)作物體內(nèi)內(nèi)在的影響,才能為今后開(kāi)發(fā)利用鹽堿地種植作物打下基礎(chǔ)。
劉樹(shù)明等研究認(rèn)為在鹽脅迫作用下細(xì)胞內(nèi)會(huì)出現(xiàn)許多氧化物自由基,這些過(guò)氧化物自由基對(duì)細(xì)胞具有一定危害[2]。就總體趨勢(shì)而言,植物的耐鹽性是受多個(gè)數(shù)量性狀基因調(diào)控的復(fù)雜性狀,僅單一的指標(biāo)評(píng)價(jià)耐鹽性結(jié)果不可靠[3]。目前,鹽脅迫對(duì)作物生長(zhǎng)狀況的監(jiān)測(cè)研究較多,主要方法是通過(guò)高光譜、無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星遙感等,從獲取的影像中提取光譜信息、顏色、以及紋理特征等,根據(jù)圖像中得到的差異進(jìn)而區(qū)分識(shí)別作物的響情況。
作物受到鹽害后會(huì)有不同的癥狀,如何區(qū)別具體的癥狀以及如何監(jiān)測(cè)這些癥狀,都需要不斷的研究。本文對(duì)作物受到鹽脅迫后的形態(tài)特征、生理性狀、品質(zhì)及產(chǎn)量調(diào)的影響以及常用的監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了綜述,可為作物鹽脅迫的調(diào)控及相應(yīng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展提供參考。
1.1.1 鹽脅迫對(duì)作物葉片影響
索藝寧等研究表明鹽脅迫對(duì)作物葉片生長(zhǎng)的長(zhǎng)度、寬度有顯著抑制作用[4]。作物體內(nèi)光合作用發(fā)生變化,導(dǎo)致作物葉片中合成葉綠素的含量也相對(duì)減弱[5]。土壤中高鹽積累產(chǎn)生滲透脅迫進(jìn)而加速作物葉片水分損失。雖然鹽分對(duì)作物有許多生理上的影響,但除了在極端的鹽脅迫下有明顯的傷害外,作物受鹽脅迫時(shí)很少出現(xiàn)不良癥狀。也有研究表明不同濃度NaCl對(duì)葉片面積的影響呈負(fù)相關(guān)[6]。
作物本身可通過(guò)多種方式來(lái)適應(yīng)鹽脅迫的影響,一方面作物可通過(guò)葉片脫落機(jī)制來(lái)排除一部分的過(guò)量離子使作物體內(nèi)保持正常運(yùn)作。另一方面,作物可通過(guò)減少葉面積大小減少蒸騰來(lái)減少作物水分的喪失,或者作物通過(guò)縮短生育周期來(lái)減輕鹽害對(duì)作物的影響。
1.1.2 鹽脅迫對(duì)作物株高影響
雖經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析顯示個(gè)體存在顯著差異,鹽脅迫下植物的株高有一定的變化規(guī)律。研究者對(duì)水玉米、稻、豇豆及中蕓苔菜的研究中指出,使用低濃度的氯化鈉會(huì)導(dǎo)致植物的株高增加,而高濃度的氯化鈉則會(huì)導(dǎo)致植物株高減少[7-10]。但是,當(dāng)研究者對(duì)蠶豆和豇豆進(jìn)行研究時(shí),他們發(fā)現(xiàn)氯化鈉濃度的增加會(huì)導(dǎo)致作物高度降低[11]。
由上述可知,一方面在低濃度鹽處理下,可以調(diào)節(jié)植物內(nèi)部滲透活性,促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)、作物的生長(zhǎng)。另一方面,氯化鈉溶液的添加會(huì)影響光合作用的速率、改變酶活性進(jìn)而影響蛋白質(zhì)合成,同時(shí)降低碳水化合物和生長(zhǎng)激素的水平,從而導(dǎo)致抑制作物株高的增長(zhǎng)[12]。
1.1.3 鹽脅迫對(duì)作物果實(shí)影響
鹽脅迫會(huì)導(dǎo)致作物呼吸能力減弱[13],因此作物的抽穗期需要大量能量的時(shí)期會(huì)由于能量的不足導(dǎo)致作物能量供應(yīng)不足,果實(shí)生長(zhǎng)受到影響。作物生殖生長(zhǎng)過(guò)程中耐鹽性較差[14]。鹽脅迫會(huì)導(dǎo)致作物葉片減少、平均果重減少、產(chǎn)量較低且隨鹽度的增加而下降,鹽度是降低產(chǎn)量的環(huán)境因素之一[15-16]。
鹽脅迫導(dǎo)致作物根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)吸收能力減弱從而影響作物果實(shí)的生長(zhǎng)[17]。鹽脅迫導(dǎo)致作物細(xì)胞功功能混亂、水分吸收量減少、呼吸速率提高、內(nèi)膜不穩(wěn)定等導(dǎo)致作物果實(shí)干物質(zhì)含量降低[18]。研究表明,生殖期對(duì)鹽敏感度較高,隨著鹽脅迫水平的提高導(dǎo)致內(nèi)營(yíng)養(yǎng)失衡,番茄、辣椒果實(shí)的干物質(zhì)含量逐漸降低。
鹽脅迫導(dǎo)致作物產(chǎn)生大量的生理應(yīng)激反應(yīng),從而改變體內(nèi)化學(xué)成分,從而減少作物產(chǎn)量[19]。受鹽脅迫的影響,作物體內(nèi)脂肪減少量與水分減少量成正比,導(dǎo)致作物干物質(zhì)含量減少。鹽脅迫導(dǎo)致小麥灌漿期直鏈淀粉含量減少?gòu)亩鴾p少果實(shí)干物質(zhì)含量[20]。
1.1.4 鹽脅迫對(duì)作物根部的影響
在鹽脅迫的初級(jí)階段,根系的吸收水分能力減少。作物為了抵御鹽脅迫對(duì)自身?xiàng)l件的不利影響,根部的干物重會(huì)加大以便在土壤中獲取更多的營(yíng)養(yǎng)及水資源,因此根冠比會(huì)加大。索藝寧等[4]分別采用鹽和堿兩個(gè)不同條件對(duì)水稻根系進(jìn)行分析,結(jié)果表明:無(wú)論是鹽脅迫還是堿脅迫均對(duì)水稻根系的根長(zhǎng)和數(shù)量產(chǎn)生顯著影響,在自然條件、鹽脅迫、堿脅迫條件下水稻的根長(zhǎng)和根數(shù)均呈正相關(guān)。綜上所述:鹽脅迫、堿脅迫均會(huì)對(duì)水稻的根系的長(zhǎng)短、數(shù)量產(chǎn)生影響,從而對(duì)水稻莖葉部分和水稻的籽粒均會(huì)產(chǎn)生影響。
由表1可知,鹽脅迫對(duì)作物葉片的長(zhǎng)度、寬度有抑制作用,葉片含水量減少;低濃度氯化鈉會(huì)促進(jìn)作物株高,高濃度起抑制作用;鹽脅迫會(huì)使作物的果實(shí)干物質(zhì)積累量降低;鹽脅迫使作物根部生長(zhǎng)比重加大以便獲得更多營(yíng)養(yǎng)及水資源。
表1 鹽脅迫對(duì)作物形態(tài)的影響Tab. 1 Effects of salt stress on crop morphology
1.2.1 鹽脅迫對(duì)作物滲透勢(shì)影響
1) 作物滲透勢(shì)的生理變化。鹽脅迫改變了作物體內(nèi)生理生化機(jī)制以適應(yīng)鹽脅迫環(huán)境[5]。鹽脅迫導(dǎo)致作物體內(nèi)滲透勢(shì)發(fā)生變化從而吸收水分減少[21]。鹽脅迫導(dǎo)致作物組織中Na+和Cl-離子的積累增大[22]。細(xì)胞過(guò)量吸收鈉離子和氯離子首先會(huì)引起嚴(yán)重的離子失衡,然后引起明顯的生理失衡。高濃度的Na+可抑制其對(duì)其他元素的吸收(如K+),導(dǎo)致產(chǎn)量下降甚至出現(xiàn)蔫黃、死亡等現(xiàn)象[22]。當(dāng)鹽分影響到其它礦物元素(如鈣、鈉、氯等)導(dǎo)致濃度不平衡時(shí)葉片會(huì)出現(xiàn)灼傷等現(xiàn)象。
2) 作物滲透勢(shì)變化的適應(yīng)。受鹽脅迫影響的作物通過(guò)減少葉片[23]、改變滲透勢(shì)、溶質(zhì)積累量增加[24]等,保持氣孔導(dǎo)度和葉片生長(zhǎng)的潛力,使作物自身能夠完成滲透調(diào)節(jié)適應(yīng)鹽脅迫環(huán)境。受鹽脅迫影響,光合作用吸入二氧化碳受到限制,作物加速體內(nèi)磷酸化以滿(mǎn)足能量的需求[21]。
為了在高鹽土壤中生存,作物改善了多種生理生化機(jī)制[5]。其中重要的包括對(duì)離子的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)、離子的穩(wěn)態(tài)和區(qū)域化、滲透保護(hù)劑的生物合成、多胺的合成、一氧化氮(NO)的生成、激素的調(diào)節(jié)、合成抗氧化化合物和抗氧化酶的活化。耐鹽作物通常具有特殊的生理適應(yīng)性,進(jìn)而具有適應(yīng)鹽脅迫的能力[25]。
作物可以通過(guò)增大對(duì)其它粒子的吸收來(lái)減少作物受鈉離子、氯離子的毒害程度保證作物體內(nèi)離子平衡。作物還可以通過(guò)對(duì)體內(nèi)的運(yùn)作把有害離子轉(zhuǎn)移到相對(duì)不重要的器官中,以保證作物的正常生理功能。作物通過(guò)增大對(duì)其他粒子的吸收已達(dá)到調(diào)節(jié)作物體內(nèi)滲透壓的作用滿(mǎn)足作物體內(nèi)正常的基礎(chǔ)代謝[26]。
1.2.2 鹽脅迫對(duì)作物氣孔影響
土壤中鹽溶質(zhì)破壞了根系滲透壓導(dǎo)致根系吸水困難[13],導(dǎo)致物在一定時(shí)間內(nèi)葉片氣孔閉合。在大自然中產(chǎn)生對(duì)鹽分和干旱的脅迫,被形容為“化學(xué)的”干旱脅迫。鹽脅迫通過(guò)氣孔的關(guān)閉和張開(kāi)或通過(guò)光合代謝的改變,對(duì)作物光合作用有直接影響。隨著作物受鹽脅迫的情況加劇,葉片氣孔密度逐漸增加、氣孔分布趨向均勻[27]。研究者發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)于鹽脅迫環(huán)境中的小麥,其葉片下表皮細(xì)胞及氣孔變小、葉脈變密、氣孔密度增大等[28]。
由表2可知,鹽脅迫對(duì)作物Na+和Cl-離子的積累增大,引起嚴(yán)重的離子失衡導(dǎo)致作物生理失衡;鹽脅迫改變作物光和代謝,使作物葉片氣孔閉合、氣孔變小、密度增加。
表2 鹽脅迫對(duì)作物生理性狀的影響Tab. 2 Effects of salt stress on physiological traits of crops
1.3.1 鹽脅迫對(duì)作物品質(zhì)影響
作物品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)一般為:含水量、面筋含量、淀粉含量、蛋白質(zhì)含量等[29]。作物體內(nèi)氮含量的高低是衡量長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)劣、產(chǎn)量高低和品質(zhì)好壞的參考依據(jù)[30-31]。鹽脅迫導(dǎo)致作物在灌漿期對(duì)氮素的吸收量顯著減少[32]。鹽脅迫使作物體內(nèi)氨基酸再活化增強(qiáng)、蛋白質(zhì)難以合成[33]。受鹽脅迫影響,作物產(chǎn)生大量的生理應(yīng)激反應(yīng),從而改變作物化學(xué)成分、收獲產(chǎn)品質(zhì)量等[34]。鹽脅迫導(dǎo)致作物蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、碳水化合物、礦物質(zhì)、抗氧化物等生理機(jī)制發(fā)生改變,導(dǎo)致作物品質(zhì)發(fā)生消極的變化[34]。鹽脅迫使大豆籽粒蛋白質(zhì)含量顯著下,脂肪含量顯提高,脂肪酸中組成的亞油酸和亞麻酸含量顯著增加,油酸含量顯著降低[35]。
1.3.2 鹽脅迫對(duì)作物產(chǎn)量影響
在鹽脅迫作用下,作物體內(nèi)各主要合成成分受到抑制[23],在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)蛋白質(zhì)濃度的增加與水分虧缺使大豆產(chǎn)量下降[36]。鹽脅迫伴隨的干旱、高溫等對(duì)作物的營(yíng)養(yǎng)成分有一定程度的破壞[37]。作物產(chǎn)量受到影響有兩方面因素,一方面是由于之前苗期的生長(zhǎng)緩慢,根系生長(zhǎng)不完整,導(dǎo)致后期產(chǎn)量的減少;另一方面是由于鹽堿地缺水導(dǎo)致后期干旱等自然災(zāi)害的發(fā)生,進(jìn)一步加劇了鹽脅迫對(duì)作物后期產(chǎn)量的影響。苗期受到鹽脅迫的影響必然會(huì)導(dǎo)致根系生長(zhǎng)不良、葉片的長(zhǎng)度寬度減小、莖稈粗壯度降低,最后導(dǎo)致分蘗度減少穗數(shù)粒數(shù)的減少。由于鹽分的積累增加,作物細(xì)胞內(nèi)水分含量減少、干物質(zhì)的積累能力減慢、籽粒干癟等[28]。
由表3可知,鹽脅迫對(duì)作物品質(zhì)、產(chǎn)量有一定的影響,主要表現(xiàn)在作物蛋白質(zhì)含量降低,物質(zhì)的積累能力減慢、籽粒干癟,產(chǎn)量減少。
表3 鹽脅迫對(duì)作物品質(zhì)和產(chǎn)量影響Tab. 3 Effects of salt stress on crop quality and yield
基于高光譜成像的遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在作物表型中應(yīng)用廣泛[38]。高光譜成像技術(shù)可以對(duì)作物進(jìn)行快速、無(wú)損的監(jiān)測(cè),獲取作物各種特性結(jié)構(gòu)、生化和生理性狀,為鹽脅迫相關(guān)研究提供可靠的評(píng)估[39-41]。應(yīng)用高光譜圖像分析來(lái)研究土壤鹽堿化對(duì)作物造成的危害已成為當(dāng)前的熱點(diǎn)之一[42]。
近年來(lái),基于高光光譜的土壤鹽分分析常被用于估算作物的鹽分脅迫,其主要技術(shù)就是利用高光譜典型的鹽敏特性記錄鹽生作物光譜特征,研究作物的光譜與土壤鹽分關(guān)系。用高光譜進(jìn)行鹽生作物的植被分析指數(shù)分析,是一種很有前途的篩選耐鹽作物的方法[38]。
隨著近地遙感技術(shù)的不斷發(fā)展,無(wú)人機(jī)成像反演植被與環(huán)境關(guān)系的研究已發(fā)展成為一種新型的航空平臺(tái)圖像采集技術(shù)[43-46]。利用無(wú)人機(jī)拍攝超高空間分辨率的圖像,可觀察作物冠層細(xì)微的變化[47]。陳俊英等[48]利用無(wú)人機(jī)搭載的多光譜相機(jī),采用PLS、SVM、BPNN以及ELM等建模方法,構(gòu)建了大田葵花土壤含鹽量模型,通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證,R2在0.72左右,效果較好。此外,在基于無(wú)人機(jī)多光譜遙感的土壤含鹽量反演模型比較中,張智韜等[49]發(fā)現(xiàn)基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的估測(cè)模型效果明顯優(yōu)于多元線(xiàn)性回歸模型,同時(shí)在機(jī)器學(xué)習(xí)算法中,隨機(jī)森林算法要優(yōu)于支持向量機(jī)算法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,且在不同的變量組合中模型的表現(xiàn)也不盡相同。上述結(jié)果表明利用無(wú)人機(jī)可以監(jiān)測(cè)土壤鹽分的含量,但不同建模方法之間差異較大。
利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)可以直接檢測(cè)到裸露的土壤、作物的花和葉片等受鹽度影響情況[50]。在間接的鹽脅迫監(jiān)測(cè)中,葉面積指數(shù)(LAI)作為分析作物受到鹽害程度的重要指標(biāo)之一,研究者通過(guò)RF算法[51]、GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)構(gòu)建5種常用的植被指數(shù)等[52],可以反演出冬小麥葉面積指數(shù),更為精確的監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)狀況。當(dāng)然,土壤的鹽化程度用直接的研究方法較多。李百紅等利用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)建了土壤鹽化綜合指數(shù),分析了土壤鹽化的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程和相應(yīng)的外在驅(qū)動(dòng)力[53]。馬馳[54]利用高分一號(hào)(GF-1)衛(wèi)星影像,基于多元逐步回歸分析方法構(gòu)建了土壤含鹽量模型,通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,R2達(dá)到0.846,精度較高。說(shuō)明利用衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)鹽分含量是可行的。
除了上述常用方法外,一種基于氣孔光合參數(shù)的電導(dǎo)測(cè)量或篩選方法也有人使用,但這種方法速度不快,而且重復(fù)性差[55]。還有一種基于紅外熱成像的谷物耐鹽滲透組分篩選方法,該方法用于篩選不同基因型作物在鹽脅迫下氣孔性狀發(fā)生的變化[56]。同時(shí)熱紅外成像處理可以直接估算土壤的含鹽量,夏軍等[57]利用熱紅外儀獲取含鹽土樣的熱紅外光譜,通過(guò)土壤發(fā)射率數(shù)據(jù)與鹽含量之間的關(guān)系構(gòu)建估算模型,為土壤鹽化監(jiān)測(cè)與估算提供了新的途徑。
作物鹽脅迫常用的監(jiān)測(cè)技術(shù)如表4所示。由表4可知,高光譜技術(shù)精確度高,監(jiān)測(cè)效果較好,但操作較繁瑣;無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)速度快但受場(chǎng)地限制條件較多;衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)范圍較大但受大氣及云層的影響較大;電導(dǎo)測(cè)量和紅外熱成像技術(shù)也各具優(yōu)缺點(diǎn)且側(cè)重點(diǎn)不同。因此,可通過(guò)實(shí)際需求選擇相關(guān)監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)。
表4 作物鹽脅迫監(jiān)測(cè)技術(shù)Tab. 4 Crop salt stress monitoring techniques
目前對(duì)鹽土區(qū)作物生長(zhǎng)狀況的研究較少,監(jiān)測(cè)技術(shù)方面的研究更不多見(jiàn)??傮w上還存在以下一些問(wèn)題。
1) 抗鹽堿的作物品種相對(duì)缺乏。目前,適用于鹽堿地種植的作物品種還比較少,培育更多適用于鹽堿地的作物新品種已成為當(dāng)務(wù)之急。
2) 鹽堿地的改良技術(shù)有待完善。鹽堿地的改良是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,單一的方法都達(dá)不到預(yù)期的效果。除了常用的化學(xué)方法,也應(yīng)考慮生態(tài)修復(fù)方法[58]。
3) 監(jiān)測(cè)所用傳感器比較單一。目前大部分研究還是基于單一傳感器,雖然有一定的效果,但準(zhǔn)確度還較低[59]。
4) 監(jiān)測(cè)手段不夠豐富。受限于不同的監(jiān)測(cè)平臺(tái),鹽堿地作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)手段還不夠豐富[60]。
土壤鹽堿化導(dǎo)致作物生長(zhǎng)發(fā)育受到影響,如產(chǎn)量減少、品質(zhì)改變等,已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)研究者主要關(guān)注的問(wèn)題之一。目前通過(guò)相關(guān)技術(shù)能夠鑒別出作物耐鹽脅迫的品種,但是生長(zhǎng)初期作物體內(nèi)表現(xiàn)出的癥狀用肉眼是看不見(jiàn)的,因此開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)、無(wú)損、有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)就顯得十分必要。
隨著智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,作物表型分析有助于研究人員選擇具有所需性狀的最佳品種,同時(shí)也可以對(duì)作物受到鹽脅迫后的外在特征進(jìn)行信息采集和分析。未來(lái)除了篩選耐鹽品種,還應(yīng)在土壤鹽含量及作物鹽脅迫監(jiān)測(cè)方面開(kāi)展相關(guān)研究。
1) 加強(qiáng)耐鹽作物品種的選育。我國(guó)有著廣闊的沿海灘涂地,目前能夠利用的面積還較少,主要原因是缺少耐鹽堿品種。因此加大耐鹽堿作物品種的選育,增加鹽堿地的利用效率,可有效增加我國(guó)耕地面積,保障糧食安全。
2) 加大鹽堿地改良研究。由于地理位置的差異,土壤鹽漬化的程度也不同。雖然耐鹽品種有一定的適應(yīng)性,但還是會(huì)受到鹽濃度的影響。在鹽堿地作物種植過(guò)程中,應(yīng)因地制宜,采用不同的方法對(duì)土壤進(jìn)行改良,比如利用淡水釋鹽、流水排鹽、沉井降鹽、作物吸鹽、直接添加改良劑等,從而讓更多的作物可在鹽堿地種植。
3) 多傳感器融合的監(jiān)測(cè)研究。目前的土壤鹽分及作物鹽脅迫監(jiān)測(cè)研究,主要基于單一的傳感器,導(dǎo)致估算的鹽分含量或作物受脅迫程度不夠精確。為了提升監(jiān)測(cè)的精度,應(yīng)將多傳感器融合,比如高光譜與熱紅外融合、高光譜與RGB較低融合以及將三種以上的傳感技術(shù)融合。
4) 星—空—地結(jié)合的監(jiān)測(cè)研究。衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)遙感以及地面定點(diǎn)觀測(cè)都是作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)常用的手段,但不同的監(jiān)測(cè)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。衛(wèi)星遙感覆蓋的范圍廣,但精度不同,且易受天氣影響;無(wú)人機(jī)遙感操作方便,精度也較高,但飛行時(shí)間有限;地面觀測(cè)不受時(shí)間和天氣等的影響,監(jiān)測(cè)精度也最高,但監(jiān)測(cè)范圍有限,且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。未來(lái)的研究應(yīng)將三者結(jié)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,從而提升我國(guó)土壤鹽分含量估算及作物鹽脅迫監(jiān)測(cè)的水平。
1) 在形態(tài)上鹽脅迫對(duì)作物的葉片的長(zhǎng)度、寬度有抑制作用;對(duì)株高是低鹽脅迫有促進(jìn)作物,高鹽脅迫起抑制作用;同時(shí)會(huì)使作物的果實(shí)干物質(zhì)積累量降低;使作物根部生長(zhǎng)比重加大等。
2) 在生理性狀上對(duì)作物Na+和Cl-離子的積累增大,引起嚴(yán)重的離子失衡導(dǎo)致作物生理失衡;改變作物光和代謝,使作物葉片氣孔閉合、氣孔變小、密度增加等。
3) 在品質(zhì)、產(chǎn)量上,鹽脅迫對(duì)作物的影響主要表現(xiàn)在作物蛋白質(zhì)含量降低,物質(zhì)的積累能力減慢、籽粒干癟,產(chǎn)量減少。
4) 在鹽脅迫監(jiān)測(cè)方面,目前常用的方法有高光譜監(jiān)測(cè)技術(shù)、無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)以及紅外熱成像技術(shù)等。