科创项目总结报告--20160410

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1、一、项目开展背景及意义物理农业是将电、磁、声、光等物理学知识和技术通过特定方式应用到农业生产中，对农作物进行处理，在减少化肥和农药使用量的情况下收到抗病、早熟、增产、优质的效果，提高农产品的安全性的环境调控型农业。声波助长是物理农业的一个重要方面。关于声波助长技术的应用研究，在水稻、棉花、小麦和部分蔬菜上的试验示范和应用结果表明了该项技术的增产、优质、抗病和环保作用。对水稻的声波助长试验表明：水稻盆栽试验增产幅度17.4%-39.7%，水稻的整精米率和蛋白质含量分别提高了59.4%和8.9%，纹枯病减轻了50%[1]。关于声波助长技术的基础研究，已由群体、个

2、体、器官逐步深入到细胞和分子水平，包括光合和呼吸代谢、细胞周期同步化、生长激素、多种酶活性、可溶性蛋白和RNA的变化的研究[1]。例如韩国农业生物技术研究院用125-250Hz的声波处理水稻，发现激活了2种对光敏感的有利于植物光合作用的基因，从而改善光合作用，增加作物产量[2]。目前，关于声波对植物生长作用的促进机理尚不明确。比较有代表性的研究成果有：对烟草细胞研究发现，一定范围的声波刺激可影响细胞分裂的同步化，促使细胞分裂S期的DNA合成，有助于细胞的有丝分裂，促进植物的生长发育。并影响细胞壁的热力学相行为，改变细胞膜蛋白质二级结构和细胞膜的流动性[3,4

3、,5]。适度的声波刺激可以提高猕猴桃愈伤组织ATP合成酶活性，有利于植物能量代谢[6]。一定范围的声波刺激可促进菊花对营养物质的吸收，可改变钙离子在细胞内分布，还能提高相关酶活性，促进蛋白质与核酸合成[7]。烟草作为我国重要经济作物，在农业经济产值中占有重要地位，选用其进行研究，提高其品质，对促进烟叶产业发展和农民增收具有重要意义。本研究将物理技术和农业生产有机结合，采用具有生物效应的声音频段，研究其对烟叶品质的作用效果。二、项目任务针对烟草采用具有生物效应的声音频段处理，测量烟草品质变化。设置不同生长时期处理组，寻找在烟叶不同生长时期对声波响应程度的差异以

4、指导声波助长技术的后续应用。三、项目实施情况9首次实验在大棚中进行，因对植株管理不善，只采样一次后植株就全部感染烟草黑胫病，实验终止。第二次实验在光照培养箱中进行，培育好烟苗后，移栽到稍大一点的花盆中，待植株生长达到稳定后开始分组进行实验。处理组放在一个培养箱中，对照组放在另一个培养箱中，两个培养箱均设置白天12小时，黑夜12小时，光照4400lx，湿度70%，温度23℃。在处理的培养箱中，选择中间三层，把间隔稍调大，同时保持间隔一致，最中间一层放音箱，剩余两层放处理组烟苗。每天十八点至二十二点（光照期间），声波处理。关于组的编号:A播种日期为2015年10

5、月5日，品种为秦96E播种日期为2015年9月10日，品种为秦96X播种日期为2015年10月5日，品种为云99注：每一组设置处理和对照（A-CK、E-CK、X-CK、A-处、E-处、X-处），一共六组，每组5个重复。采样时间：2015年12月21日（处理0天），2015年12月28日（处理7天），2016年1月4日（处理14天），2016年1月11日（处理21天）。四、实验数据表1声波处理对烟叶叶长、叶宽、叶片数的影响处理时间处理1处理2处理3叶长/cm叶宽/cm叶数/片叶长/cm叶宽/cm叶数/片叶长/cm叶宽/cm叶数/片2015122111.726.

6、95611.856.55514.828.1562015122815.219.10616.5110.30719.1113.5972016010418.3210.52722.3213.32824.1217.2182016011120.9810.781024.7214.191227.6819.0512CK1CK2CK3叶长/cm叶宽/cm叶数/片叶长/cm叶宽/cm叶数/片叶长/cm叶宽/cm叶数/片2015122113.927.45611.026.61612.857.7062015122817.2111.21717.0010.85716.6510.0472016

7、010423.0114.02822.8514.95923.1514.0172016011123.0514.521023.8615.451123.5114.159表2声波处理对烟叶叶绿素含量的影响处理时间CK处理AEXAEX20151221叶绿素a0.5070.6800.5010.5070.6800.5019(mg/gFW)201512280.7320.7190.7180.8750.8890.888201601040.6930.6570.5550.8730.7220.813201601110.9430.7930.8611.3520.9461.024201512

8、21叶绿素b(mg/gFW)0.0900.1240.