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植物种类及区系的毕业论文

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植物种类及区系的毕业论文

藻 类 藻类植物是地球上最重要的初级生产者,它们光合同化生产有机碳的总量约为高等植物的7倍,同时固氮藻类(和固氮细菌)每年约能固定1.7亿t的氮素。因此,藻类不仅是人类和动物极其重要的食物源,而且它们光合作用中放出的氧也是大气中氧的最重要的来源。不言而喻,它们对自然生态系统的物质循环及环境质量有着深刻的影响。 藻类植物广泛地分布在海洋和各种内陆水体中(包括湖泊、水库、江河、溪水、沼泽、池塘、泉水、冰雪等)以及潮湿地表,其中生长在内陆淡水水体中的为淡水藻,分布于海洋和内陆咸水水体中的为咸水藻。中国的藻类包括有:原核生物中的蓝藻门;原生生物的硅藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、隐藻门、裸藻门以及属于植物界的红藻门、褐藻门、绿藻门和轮藻门,其中海藻已记录的共2458种(详细情况将在海洋一节中讨论),这里仅讨论中国淡水藻类的多样性及其所受威胁。 1、中国淡水藻类的多样性 由于中国幅员辽阔,自然环境复杂多样,使得中国淡水藻类资源也十分丰富而多样。近一个世纪的调查研究表明,淡水藻类中的各个门类在中国都有发现,而且种类都非常丰富。已知全世界藻类植物约有40000种,其中淡水藻类有25000种左右,而中国已发现的(包括已报道的和已鉴定但未报道的)淡水藻类约9000种。但是,由于国内尚有不少地区未进行过藻类调查,即使已进行藻类调查的有些地区,也并不十分全面,加之多数门类的淡水藻类在中国的调查研究还缺乏深度和广度,因此中国淡水藻类的物种数应远远超过9000种,估计约有12000至15000种(按占世界淡水藻类种数的50%~60%计)。 淡水红藻和褐藻,它们是海陆演变过程中残留在淡水中的孑遗生物,几乎都生长在清洁、温度偏低、且较稳定的水体环境中,如泉水、井水、溪水中(特别是泉水环境),其分布区相当狭窄,而且具有一定的封闭性。它们在这些环境中长期适应的结果,形成了不少珍稀特有的种类,这对研究地球环境的变化及生物自身的演变具有较高的学术价值。它们在世界各地的淡水中均分布得较稀少,在中国,半个世纪以来对这些藻类的采集研究,发现有些种类仅记录到一次。这样的藻类共有12种,包括淡水褐藻类的层状石皮藻(Lithoderma zonatum),以及淡水红藻类的绞纽串珠藻(Batrachospermum intortum)、中华串珠藻(B. sinense)、中华链珠藻(Sirodotia sinica)、中华鱼子菜(Lemanea sinica)和鹧鸪菜窄变种(Caloglossa leprieurii var. angusta)等,它们应该列入珍稀物种。 2、中国淡水藻类资源受威胁的状况 (1)物种受威胁的状况 虽然中国的淡水藻类资源非常丰富,但是由于自然环境的变化和人类的活动(特别是工业和城市的发展),有些罕见的种已遭受灭绝或处于濒临灭绝的境地,其中受威胁最严重的是淡水红藻和褐藻。近几十年来,中国北方许多地区由于气候干旱或工业发展而过量抽采地下水,引起地下水位下降,使一些著名泉区的水源枯竭或濒临枯竭。泉城济南、山西晋祠和娘子关的泉源就是著名的例子。泉水枯竭,使那些依赖泉水环境生长的特有藻类(特别是淡水红藻)面临厄运,有些已荡然无存。淡水褐藻更为珍稀,中国仅在40年代初于四川重庆嘉陵江中发现过,几十年来由于环境的演变,也已消失。 最近10多年来,中国经济高速发展,不少泉水资源得到了开发利用,但是由于人们对泉水环境缺乏保护意识,因而造成生长在其中的淡水红藻和其他泉水生物面临濒危,有的甚至灭绝。南京浦口珍珠泉,过去生长有十分丰富的淡水红藻:外界串珠藻(Batrachos-permum ectocarpum)和美芒藻(Compsopogon spp.)。但是随着旅游区的开发,如今那里的红藻几乎绝迹。山西太原晋祠也有外果串珠藻生长,1994年去调查时尚有部分存在。1995年由于泉水枯竭,已经消亡。可以设想那些正在进行开发的泉源(旅游或饮料),如果不注意对泉源环境的保护,那么藻类和其他泉水生物也可能面临同样的厄运。 在其他生长大型淡水藻类的水体中,也往往由于人类活动引起环境变化,招致大型淡水藻类的消失,如江苏阳澄湖,湖中大型轮藻植物出现成片死亡。又如武汉东湖中的原来主要藻类——鼓藻类(desmids),它们主要生长在清洁的水体中,但自70年代以来由于富营养化过程的加剧,逐渐被蓝藻、绿球藻等耐污藻类所取代。类似的情况,已是十分常见。 (2)物种多样性结构受破坏的状况 在正常情况下,一个生态系统(特别是水生生态系统)中,藻类群落的物种结构保持着良好的多样性状态,即种类多,但每个种的个体不多,这时藻类群落发挥出良好的生态效益——保持水质良好状态,且水产丰富。但是当水生生态系统发生逆向转化——受重金属污染或高度富营养化时,藻类群落物种结构的多样性被破坏,某些物种超常生长而导致有害的赤潮(海洋中)或水华(淡水中)发生,并造成管道阻塞,水质恶化,危及渔业生产,甚至出现鱼类中毒现象。随着工业化和城市化进程的加快,这种严重的环境问题已屡见不鲜。中国常见的能形成有害水华的藻类有:蓝藻,常有毒,其中主要的是微囊藻(Microcystis),还有鱼腥藻(Anabaena)、项圈藻(Anabaenopsis)、颤藻(Oscillatoria)、束丝藻(Aphanizomenon)等,它们在中国许多地方都有大面积的发生,危害很大;小定鞭藻(Prymnesium parvum),属定鞭藻类,有毒,它们的水华已引起多起养殖鱼类的中毒事件;硅藻,也偶有大面积发生,其中以1991年冬春之交,湖北省汉江发生的约200km范围的硅藻水华——梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)最为典型,这次水华造成很大危害,严重地影响了武汉市和沿江地区的工业生产和居民生活。 3、中国淡水藻类的保护 从上述可知,中国淡水藻类资源虽很丰富,但目前已受到严重的威胁,如不及时采取措施进行保护,许多珍稀种类可能很快灭绝。特别应该指出的是,当前人们对生物多样性保护的注意力主要放在大型动、植物上,对像藻类这样的微型生物很少注意,这一情况必须改变。在保护大型动、植物的同时,应加强对小型植物的保护。 地 衣 1、中国地衣的多样性 地衣是一群特殊的真菌,这群特殊真菌通常只是与藻类或蓝细菌处于互惠共生的生态系统中才能生存于自然界。因此,地衣本身也是共生生态系统多样性的体现。全世界迄今已知的地衣物种约20000种,而中国还不到2000种。就在这2000种中约200种为中国所特有。然而,无论是全世界或中国实际存在的地衣物种远不止这个数字。尤其是中国地衣物种多样性的调查研究才刚刚起步。 2、中国珍稀濒危地衣及其受威胁状况 由于大气污染和森林采伐,中国许多地方地衣多样性面临威胁。依存于森林树皮附生的中国及东亚特有种,如黄袋衣(Hypogymnia hypotrypa)、粉黄袋衣(H. hypotrypella)、霜袋衣(H. pruinosa)、蜡光袋衣(H. laccata)、横断山袋衣(H. hengduanensis)以及云南石耳(Umbilicaria yunnana)等种类的生存都面临着威胁。因为,它们的兴衰存亡与森林生态系统多样性的兴衰存亡息息相关。如产于云南丽江和台湾阿里山松林中的中国特有附生种中华疱脐衣(Lasallia mayebarae)在系统演化上具有重要意义。然而,在云南丽江,这种世界珍稀物种已被森林火灾所吞噬。随着旅游业的大规模发展,特产于华山岩石上的世界珍奇地衣华脐鳞(Rhizoplaca huashanensis)的生存也面临威胁。此外,在抗癌和抗艾滋病毒方面具有潜力的东亚食用地衣美味石耳(U. esculenta)也因无节制的采收与买卖而在中国庐山等地濒临绝迹。若不采取必要的保护措施,在日用香料工业中颇受青睐的扁枝衣(Evernia mesomorpha)和丛枝树花(Ramalina fastigiata),与抗前列腺炎药物有关的戴氏石蕊(Cladonia delavayi)以及在降血压方面有效的地茶(Thamnolia vermicularis)和雪地茶(Th. subuliformis)等地衣的生存也逃不脱因无节制采收与开发所带来的厄运。 3、对地衣的保护 由于人类对地衣本质的认识经历了一个漫长的过程,在开发利用方面,地衣尚处于“未开垦的处女地”状态。因而,它是一个潜力很大的生物资源宝库。此外,地衣在自然界生长极为缓慢,加强对地衣的保护以便可持续利用已是我们所面临的迫切任务。 保护地衣多样性除了必须保护它赖以生存的森林生态系统多样性以外,应注意以下保护和可持续利用的措施: (1)对于日用化工香料、药用和食用地衣资源应采取分区、按年、有计划、有节制地轮换采收。 (2)对于在科学上有重要意义的世界珍稀物种,如陕西华山的华脐鳞,云南丽江的中华疱脐衣,以及庐山的美味石耳等中国和东亚特有种,应选择合适地段,建立珍稀地衣保护小区加以保护。 (3)对上述一些重要地衣同时还应采取菌、藻分离真培养,进行室内保存。对地衣物种进行多层次的系列保护措施是地衣物种多样性保护和可持续利用的重要方向。 (4)加强对中国地衣物种多样性的调查、采集、分离、培养和研究,以便在地衣多样性遭受破坏之前使之受到保护,研究和可持续利用。苔 藓 1、苔藓植物的多样性 中国的苔藓植物十分丰富。全世界有苔藓植物23000种,中国有2200种,占全世界的9.1%。 中国苔藓植物的特点是: (1)特有类群丰富。根据近几十年调查的结果,仅见于中国的特有苔藓属和主要分布于亚洲东部(仅少数涉及邻近地区)的东亚特有苔藓属共35个,占中国苔藓植物属数的7.09%。它们共含有48个种、亚种或变种,占中国苔藓植物种总数的2.2%(表1)。这些特有属、种在中国西南部横断山区、长江流域中游山区和东南沿海山区存在3个分布中心(表2); (2)在系统发生上居关键位置的类群多,如原始类型藻苔目(Takakiales)藻苔科(Takakiaceae)藻苔属(Takakia)的两个种;藻苔(T. lepidozioides)和角叶藻苔(T. ceratophylla)在中国西藏地区的察隅、波密及米林县的高寒山地都有发现; (3)热带、亚热带成分占优势。 3、苔藓植物的保护 苔藓植物除了科学价值外,还有很重要的经济价值。在药用方面,苔藓作为“清热解毒”的中草药已有数百年历史。明朝李时珍在《本草纲目》中就记载了金发藓(Polytrichum commune)和暖地大叶藓(Rhodobryum giganteum)等,暖地大叶藓长期以来在中国西南地区被称作“茴心草”,用来治疗心血管病。 传统上,泥炭藓属(Sphagnum)植物或泥炭一直是花卉、苗木栽培或移植的重要包扎材料和园艺肥料,迄今尚无更佳的替代物。 中国历来是世界上五倍子出口的主要国家之一。经过近半个世纪的研究,中国科学家发现,在五倍子生产周期中,苔藓植物作为五倍子蚜虫的冬寄主是五倍子增产不可缺少的一个环节。迄今为止,至少已发现有约20种苔藓植物可作为五倍子蚜虫的冬寄主植物。 此外,苔藓还是监测环境污染的良好指示植物。苔藓与地衣对大气中的SO2,CO和HF反应极为敏感。在中国,钟帽藓(Venturiella sinensis)、高领藓(Glyphomitrium humilli-mum)和兜瓣耳叶苔(Frullania muscicola)等均系常见的树干附生种类,它们对大气污染有较强的敏感性,可在环境监测方面加以利用。 总之,苔藓植物与人类的生存有密切的关系,对它们的保护我们必须给以高度的注意。蕨类植物 1、中国蕨类植物的多样性 全世界有蕨类植物10 000~12 000种,中国有2 200~2 600种,占世界种数的22%。由于中国地域广大,自然条件复杂多样,除了热带少数科属外,中国拥有的科属数几乎占世界的95%,这说明中国的蕨类植物有极高的多样性。 中国分布有在探讨物种进化系统问题上十分重要的种类,如原始类群裸蕨纲的松叶蕨(Psilotum mudum)、天星蕨(Christensenia)。有些属如光叶蕨(Cystoathyrium)、中国蕨(Sinopteris),其分布区狭小,为中国特有,它们的发现对研究该科中属的演化关系有一定意义。而在四川东部长江沿岸发现的圆肾铁线蕨(Adiantum reniforme),其原产地在大西洋的Madeira群岛。中国变种荷叶铁线蕨(Adiantum reniforme var. sinense)的出现,为研究间断分布及中国和非洲蕨类种的关系提供了很好的材料。能生长在海拔4350m高山寒冻荒漠的严酷环境中的玉龙蕨(Sorolepidium glaciale)是研究蕨类形态和生态条件关系的重要属种。仅产中国西南的湖南石灰岩壁的荚囊蕨(Struthiopteris eburnea)是典型的石灰岩钙质土的重要种属。 根据不完全统计,中国特有的蕨类植物有500~600种,占已知中国蕨类植物的25%左右,重要特有属及代表种见表1。 2、蕨类植物受威胁和濒危状况 随各地区植物考察的深入,不断有蕨类植物新种被发现,但与此同时也有一些种由于环境改变或人为破坏而消失或濒临灭绝(表2)。除上面提到的特有和濒危属种(表1和表2)外。还有些种类虽然不限产中国,但在中国仅局部地区有分布,如鹿角蕨(Platycerium wallichii)仅产靠近缅甸边境的盈江,而埃及苹(Marsilea aegyptica)仅产新疆的局部水域。像这些种类的个体数量不多,分布区狭窄,如不保护,很易绝灭。类似的濒危种类还有很多,估计约占中国蕨类总数的30%左右,其中重要的有101种(表3)。 导致蕨类植物濒危有以下多种原因: (1)森林破坏,造成空气湿度降低,以及地下水位下降,使原有生态环境改变,影响植物种的生存和繁殖,如1963年在四川二郎山团牛坪海拔2450m处林下发现的光叶蕨,1984年专程前往该地,发现森林消失,气候干燥,只在灌丛中找到一株。 (2)工农业建设事业的发展使局部地区一些植物种消失,如中华水韭,荷叶铁线蕨。 (3)由于对一些药用及观赏植物只宣传其价值,而不强调保护的重要,使一些蕨类植物遭受毁灭性的摧残,如鹿角蕨近年已难见到。 (4)旅游区对一些小型稀少植物不加保护,致使其遭践踏而无法生长,如瓶儿小草(Ophioglossum thermale)。 3、加强对蕨类植物的保护 蕨类植物与人们的生活有密切关系,它们之中很多种是传统的中药和民间草药,约占全部种类的10%。如贯众(Cyrtomium fortunei)、海金沙(Lygodium japonica)、骨碎补(Davallia barometz)能够健骨补肾,还有绵马鳞毛蕨(Dryopteris crassirhizoma)和石韦(Pyrrosia)等。又如金毛狗脊蕨(Cibotium baronetz)具有补肝肾,强腰膝的功效,近年来出口需求量很大,每年超过百吨。虽然这个种分布较广,也不能不限量出口加以保护。蕨类植物多为阴生,叶质坚厚,宜作观叶植物及插花的切叶材料。还有少数种类如菜蕨(Cal-lipteris esculenta)、蕨(Pteridium aquilinum var. Latiusculum)、荚果蕨(Matteuccia struthiopteris)等的拳卷叶芽,加工后可作蔬菜并出口;满江红(Azolla imbricata)的叶下具有和蓝藻中的念珠藻共生结构,可固定空气中的氮,是水稻的优良绿肥。总之,蕨类植物与其他绿色植物一道共同创造了地球表面人类生存所必需的环境条件。因此,加强对蕨类植物的保护是我们不可推卸的责任。首先,对急需保护的一些稀有濒危种类应建立专门的保护区,如贵州赤水的桫椤自然保护区。其次,对某些特殊植物因建设需要不能保证在原地生存,如长江三峡工程的启动,受威胁的荷叶铁线蕨需要在相同或相近的气候土壤环境条件的安全地点建立试验场,促使其能在野生条件下易地繁衍。同时加强宣传,提高广大群众和干部对生物多样性保护的认识,禁止对某些有经济价值蕨类植物的滥采乱挖也很重要。裸子植物 裸子植物是原始的种子植物,其发生发展历史悠久。最初的裸子植物出现在古生代,在中生代至新生代它们是遍布各大陆的主要植物。现代生存的裸子植物有不少种类出现于第三纪,后又经过冰川时期而保留下来,并繁衍至今的。据统计,目前全世界生存的裸子植物约有850种,隶属于79属和15科,其种数虽仅为被子植物种数的0.36%,但却分布于世界各地,特别是在北半球的寒温带和亚热带的中山至高山带常组成大面积的各类针叶林。 1、中国裸子植物的多样性 中国疆域辽阔,气候和地貌类型复杂。在中生代至新生代第三纪一直是温暖的气候,第四纪冰期时又没有直接受到北方大陆冰盖的破坏,基本上保持了第三纪以来比较稳定的气候,致使中国的裸子植物区系具有种类丰富,起源古老,多古残遗和孑遗成分,特有成分繁多和针叶林类型多样等特征。 据统计,中国的裸子植物有10科34属约250种,分别为世界现存裸子植物科、属、种总数的66.6%、41.5%和29.4%,是世界上裸子植物最丰富的国家。在中国的裸子植物中有许多是北半球其他地区早已灭绝的古残遗种或孑遗种,并常为特有的单型属或少型属。如特有单种科——银杏科(Ginkgoaceae);特有单型属有水杉(Metasequoia)、水松(Glyptostrobus)、银杉(Cathaya)、金钱松(Pseudolarix)和白豆杉(Pseudotaxus);半特有单型属和少型属有台湾杉(Taiwania)、杉木(Cunninghamia)、福建柏(Fokienia)、侧柏(Platy-cladus)、穗花杉(Amentotaxus)和油杉(Keteleeria),以及残遗种,如多种苏铁(Cycas spp.)、冷杉(Abies spp.)等。 中国的裸子植物虽仅为被子植物种数的0.8%,但其所形成的针叶林面积却略高于阔叶林面积,约占森林总面积的52%。在中国东北、华北及西北地区的针叶林中裸子植物物种较少,在西南地区针叶林中则有丰富的裸子植物物种。在华南、华中及华东地区除原生针叶林外,更常见的是大面积人工杉木林、马尾松林和柏木林。 2、中国裸子植物面临的威胁及其保护问题 虽然中国具有极为丰富的裸子植物物种及森林资源,但由于多数裸子植物树干端直、材质优良和出材率高,所以其所组成的针叶林常作为优先采伐的对象,使利该资源正在受到强烈的人类活动的威胁和破坏。如50年代中国最大的针叶林区——东北大、小兴安岭及长白山区的天然林被不同程度地开发利用,60年代至70年代另一大针叶林区——西南横断山区的天然林又相继被强烈采伐,仅在交通不便的深山和河谷深切的山坡陡壁,以及自然保护区内尚有天然针叶林保存。华中、华东和华南地区,因人口密集和经济发展的需求,中山地带的各类天然针叶林多被砍伐,代之而起的是人工马尾松林、杉木林和柏木林。随着各类天然针叶林采伐和破坏,原有生态环境发生改变,加快了林下生物消失和濒危的速度。同时,具有重要观赏价值和经济价值的裸子植物亦破坏严重,如攀枝花苏铁(Cycas panzhihuaensis)、贵州苏铁(C. guizhouensis)、多歧苏铁(C. multipinnata)和叉叶苏铁(C. micholitzii)均在新发表或新的分布点发现后就遭到大肆破坏。三尖杉(粗榧)属(Cephalotaxus)和红豆杉(紫杉)属(Taxus)植物自60年代和80年代末至90年代初发现为新型抗癌药用植物后,就立即遭到大规模采伐破坏,使资源急剧减少。 中国有平均海拔4500m以上的巨大青藏高原,也有广阔的平原低地,山岭重叠、河川纵横、气候多样、地质古老,这些是决定中国生物多样性丰富多彩的主要因素,在被子植物方面表现最为清楚,中国被子植物多样性至少有以下三个特点, (1)生态类型齐备 各种生活型的植物从乔木、半乔木(如梭梭属(Haloxylon))、灌木、半灌木(如沙拐枣属(Calligonum))、小半灌木(如蒿属(Artemisia))、直到多年生草和一年生草,无不具有。生态类群方面,从高山冻原植物(如多瓣木(Dryas octopetala)、松毛翠(Phyllodoce caerulea))到热带雨林种类;从超旱生荒漠植物到潮湿低地的湿生、水生种类;从高寒风大环境的青藏高原垫状植物到华南热带海滨的红树林,各种类型都有代表。 各个气候带都有大量代表科属,例如,桦木科(Betulaceae)、壳斗科栎属(Quercus)的落叶树种,以及杨柳科(Salicaceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)、小檗科(Berberidaceae)等是温带的代表;樟科(Lauraceae)、木兰科(Magnoliaceae)、山茶科(Theaceae)、壳斗科的常绿树种,金缕梅科(Hamamelidaceae)以及冬青科(Aquifoliaceae)、五加科(Araliaceae)、蓝果树科(Nyssaceae),还有单种的连香树科(Cercidiphyllaceae)和水青树科(Tetracentraceae)等是亚热带的代表;至于中国热带森林中包含的科就更多了,常见的科有龙脑香科(Dipterocarpaceae)、番荔枝科(Annonaceae)、橄榄科(Burseraceae)、山榄科(Sapotaceae)、楝科(Melisceae)、藤黄科(Guttiferae)、使君子科(Combretaceae)、天料木科(Samydaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)和四数木科(Datiscaceae)等。 (2)原始古老成分很多 在植物系统学研究中,被认为是比较原始的或早期发生的被子植物类群,在中国分布不少,有些仅仅分布于中国。中国的木兰科(Magnoliaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、水青树科、连香树科、三白草科(Saururaceae)、金粟兰科(Chloranthaceae)、金缕梅科和木通科(Lardizabalaceae)等科的植物,在研究被子植物的起源和系统发育方面的重要性,早已为中外学者所公认。近年来,中国在被子植物化石的发现和研究方面取得了丰硕的成果,这些成果对于揭示被于植物的物种多样性,以及揭示被子植物的系统发育,都有十分重要的意义。 (3)特有类型极其丰富 中国被子植物有极其多种多样的分布区类型,其中特有类型所占比重极大。到目前为止,统计中国被子植物持有属共有246个,特有种约17000种。古老孑遗种伯乐树(Bretschneidera sinensis)、连香树(Cercidiphyllum japonicum)、领春木(Euptelea pleiospermum)、昆栏树(Trochodendron aralioides)、银缕梅(单氏木)(Shaniodendron subaequalum)、水青树(Tetracentron sinensis)、半日花(Helianthe-mum songoricum)、四合木(Tetracena mongolica)、鹅掌楸(Liriodendron chinensis)和珙桐(Davidia involucrata)等都是中国特有的例子。这些植物的研究对于认识中国乃至世界被子植物的系统发育和物种多样性形成的历史过程都是极为重要的。 中国被子植物特有属、种主要分布于秦岭-大别山一线以南,横断山脉以东的东南部地区,其中又有三个特有属、种分布相对集中的待有现象中心:(i)川东-鄂西-湘西北中心,这里的被子植物特有木本属几乎均为落叶乔木或灌木,具有温带性质;(ii)川西-滇西北中心,即横断山脉南段,这里的草本属在全部属中占的比例较高,被子植物的木本属几乎全为落叶乔木或灌木,青藏高原的快速和强烈隆升使本区产生大量新特有种,大大丰富了中国被子植物的多样性;(iii)滇东南-桂西中心,由于地理位置偏南,处于北回归线附近,居泛北极植物区和古热带植物区的分界线上,其乔木持有屑中几乎一半为常绿植物, 特有藤本届全部为木质藤本植物,它们所隶屑的科均为热带分布的科,显示出明显的热带性。 3、大力加强对中国被子植物的保护 被子植物在大型植物中数量最多,而且与人类的衣、食、医药、工业原料等关系最为密切。被子植物大量灭绝无疑会对人类造成很大的威胁,因而我们必须格外重视对被子植物的保护。为了有效保护它们,必须研究它们受威胁的方式、程度和灭绝过程,从而制定合理的保护策略。在这方面,进行种群存活力的分析(PVA),确定最小能存活种群(MVP)是核心内容。 在目前尚无条件对每一个种进行深入的PVA分析的情况下,把保护的范围适当扩大是有必要的,否则,一个种灭绝以后,就再也不能挽回了。

藻 类藻类植物是地球上最重要的初级生产者,它们光合同化生产有机碳的总量约为高等植物的7倍,同时固氮藻类(和固氮细菌)每年约能固定1.7亿t的氮素。因此,藻类不仅是人类和动物极其重要的食物源,而且它们光合作用中放出的氧也是大气中氧的最重要的来源。不言而喻,它们对自然生态系统的物质循环及环境质量有着深刻的影响。藻类植物广泛地分布在海洋和各种内陆水体中(包括湖泊、水库、江河、溪水、沼泽、池塘、泉水、冰雪等)以及潮湿地表,其中生长在内陆淡水水体中的为淡水藻,分布于海洋和内陆咸水水体中的为咸水藻。中国的藻类包括有:原核生物中的蓝藻门;原生生物的硅藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、隐藻门、裸藻门以及属于植物界的红藻门、褐藻门、绿藻门和轮藻门,其中海藻已记录的共2458种(详细情况将在海洋一节中讨论),这里仅讨论中国淡水藻类的多样性及其所受威胁。1、中国淡水藻类的多样性由于中国幅员辽阔,自然环境复杂多样,使得中国淡水藻类资源也十分丰富而多样。近一个世纪的调查研究表明,淡水藻类中的各个门类在中国都有发现,而且种类都非常丰富。已知全世界藻类植物约有40000种,其中淡水藻类有25000种左右,而中国已发现的(包括已报道的和已鉴定但未报道的)淡水藻类约9000种。但是,由于国内尚有不少地区未进行过藻类调查,即使已进行藻类调查的有些地区,也并不十分全面,加之多数门类的淡水藻类在中国的调查研究还缺乏深度和广度,因此中国淡水藻类的物种数应远远超过9000种,估计约有12000至15000种(按占世界淡水藻类种数的50%~60%计)。淡水红藻和褐藻,它们是海陆演变过程中残留在淡水中的孑遗生物,几乎都生长在清洁、温度偏低、且较稳定的水体环境中,如泉水、井水、溪水中(特别是泉水环境),其分布区相当狭窄,而且具有一定的封闭性。它们在这些环境中长期适应的结果,形成了不少珍稀特有的种类,这对研究地球环境的变化及生物自身的演变具有较高的学术价值。它们在世界各地的淡水中均分布得较稀少,在中国,半个世纪以来对这些藻类的采集研究,发现有些种类仅记录到一次。这样的藻类共有12种,包括淡水褐藻类的层状石皮藻(Lithoderma zonatum),以及淡水红藻类的绞纽串珠藻(Batrachospermum intortum)、中华串珠藻(B. sinense)、中华链珠藻(Sirodotia sinica)、中华鱼子菜(Lemanea sinica)和鹧鸪菜窄变种(Caloglossa leprieurii var. angusta)等,它们应该列入珍稀物种。2、中国淡水藻类资源受威胁的状况(1)物种受威胁的状况 虽然中国的淡水藻类资源非常丰富,但是由于自然环境的变化和人类的活动(特别是工业和城市的发展),有些罕见的种已遭受灭绝或处于濒临灭绝的境地,其中受威胁最严重的是淡水红藻和褐藻。近几十年来,中国北方许多地区由于气候干旱或工业发展而过量抽采地下水,引起地下水位下降,使一些著名泉区的水源枯竭或濒临枯竭。泉城济南、山西晋祠和娘子关的泉源就是著名的例子。泉水枯竭,使那些依赖泉水环境生长的特有藻类(特别是淡水红藻)面临厄运,有些已荡然无存。淡水褐藻更为珍稀,中国仅在40年代初于四川重庆嘉陵江中发现过,几十年来由于环境的演变,也已消失。最近10多年来,中国经济高速发展,不少泉水资源得到了开发利用,但是由于人们对泉水环境缺乏保护意识,因而造成生长在其中的淡水红藻和其他泉水生物面临濒危,有的甚至灭绝。南京浦口珍珠泉,过去生长有十分丰富的淡水红藻:外界串珠藻(Batrachos-permum ectocarpum)和美芒藻(Compsopogon spp.)。但是随着旅游区的开发,如今那里的红藻几乎绝迹。山西太原晋祠也有外果串珠藻生长,1994年去调查时尚有部分存在。1995年由于泉水枯竭,已经消亡。可以设想那些正在进行开发的泉源(旅游或饮料),如果不注意对泉源环境的保护,那么藻类和其他泉水生物也可能面临同样的厄运。在其他生长大型淡水藻类的水体中,也往往由于人类活动引起环境变化,招致大型淡水藻类的消失,如江苏阳澄湖,湖中大型轮藻植物出现成片死亡。又如武汉东湖中的原来主要藻类——鼓藻类(desmids),它们主要生长在清洁的水体中,但自70年代以来由于富营养化过程的加剧,逐渐被蓝藻、绿球藻等耐污藻类所取代。类似的情况,已是十分常见。(2)物种多样性结构受破坏的状况 在正常情况下,一个生态系统(特别是水生生态系统)中,藻类群落的物种结构保持着良好的多样性状态,即种类多,但每个种的个体不多,这时藻类群落发挥出良好的生态效益——保持水质良好状态,且水产丰富。但是当水生生态系统发生逆向转化——受重金属污染或高度富营养化时,藻类群落物种结构的多样性被破坏,某些物种超常生长而导致有害的赤潮(海洋中)或水华(淡水中)发生,并造成管道阻塞,水质恶化,危及渔业生产,甚至出现鱼类中毒现象。随着工业化和城市化进程的加快,这种严重的环境问题已屡见不鲜。中国常见的能形成有害水华的藻类有:蓝藻,常有毒,其中主要的是微囊藻(Microcystis),还有鱼腥藻(Anabaena)、项圈藻(Anabaenopsis)、颤藻(Oscillatoria)、束丝藻(Aphanizomenon)等,它们在中国许多地方都有大面积的发生,危害很大;小定鞭藻(Prymnesium parvum),属定鞭藻类,有毒,它们的水华已引起多起养殖鱼类的中毒事件;硅藻,也偶有大面积发生,其中以1991年冬春之交,湖北省汉江发生的约200km范围的硅藻水华——梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)最为典型,这次水华造成很大危害,严重地影响了武汉市和沿江地区的工业生产和居民生活。3、中国淡水藻类的保护从上述可知,中国淡水藻类资源虽很丰富,但目前已受到严重的威胁,如不及时采取措施进行保护,许多珍稀种类可能很快灭绝。特别应该指出的是,当前人们对生物多样性保护的注意力主要放在大型动、植物上,对像藻类这样的微型生物很少注意,这一情况必须改变。在保护大型动、植物的同时,应加强对小型植物的保护。地 衣1、中国地衣的多样性地衣是一群特殊的真菌,这群特殊真菌通常只是与藻类或蓝细菌处于互惠共生的生态系统中才能生存于自然界。因此,地衣本身也是共生生态系统多样性的体现。全世界迄今已知的地衣物种约20000种,而中国还不到2000种。就在这2000种中约200种为中国所特有。然而,无论是全世界或中国实际存在的地衣物种远不止这个数字。尤其是中国地衣物种多样性的调查研究才刚刚起步。2、中国珍稀濒危地衣及其受威胁状况由于大气污染和森林采伐,中国许多地方地衣多样性面临威胁。依存于森林树皮附生的中国及东亚特有种,如黄袋衣(Hypogymnia hypotrypa)、粉黄袋衣(H. hypotrypella)、霜袋衣(H. pruinosa)、蜡光袋衣(H. laccata)、横断山袋衣(H. hengduanensis)以及云南石耳(Umbilicaria yunnana)等种类的生存都面临着威胁。因为,它们的兴衰存亡与森林生态系统多样性的兴衰存亡息息相关。如产于云南丽江和台湾阿里山松林中的中国特有附生种中华疱脐衣(Lasallia mayebarae)在系统演化上具有重要意义。然而,在云南丽江,这种世界珍稀物种已被森林火灾所吞噬。随着旅游业的大规模发展,特产于华山岩石上的世界珍奇地衣华脐鳞(Rhizoplaca huashanensis)的生存也面临威胁。此外,在抗癌和抗艾滋病毒方面具有潜力的东亚食用地衣美味石耳(U. esculenta)也因无节制的采收与买卖而在中国庐山等地濒临绝迹。若不采取必要的保护措施,在日用香料工业中颇受青睐的扁枝衣(Evernia mesomorpha)和丛枝树花(Ramalina fastigiata),与抗前列腺炎药物有关的戴氏石蕊(Cladonia delavayi)以及在降血压方面有效的地茶(Thamnolia vermicularis)和雪地茶(Th. subuliformis)等地衣的生存也逃不脱因无节制采收与开发所带来的厄运。3、对地衣的保护由于人类对地衣本质的认识经历了一个漫长的过程,在开发利用方面,地衣尚处于“未开垦的处女地”状态。因而,它是一个潜力很大的生物资源宝库。此外,地衣在自然界生长极为缓慢,加强对地衣的保护以便可持续利用已是我们所面临的迫切任务。保护地衣多样性除了必须保护它赖以生存的森林生态系统多样性以外,应注意以下保护和可持续利用的措施:(1)对于日用化工香料、药用和食用地衣资源应采取分区、按年、有计划、有节制地轮换采收。(2)对于在科学上有重要意义的世界珍稀物种,如陕西华山的华脐鳞,云南丽江的中华疱脐衣,以及庐山的美味石耳等中国和东亚特有种,应选择合适地段,建立珍稀地衣保护小区加以保护。(3)对上述一些重要地衣同时还应采取菌、藻分离真培养,进行室内保存。对地衣物种进行多层次的系列保护措施是地衣物种多样性保护和可持续利用的重要方向。(4)加强对中国地衣物种多样性的调查、采集、分离、培养和研究,以便在地衣多样性遭受破坏之前使之受到保护,研究和可持续利用。苔 藓1、苔藓植物的多样性中国的苔藓植物十分丰富。全世界有苔藓植物23000种,中国有2200种,占全世界的9.1%。中国苔藓植物的特点是:(1)特有类群丰富。根据近几十年调查的结果,仅见于中国的特有苔藓属和主要分布于亚洲东部(仅少数涉及邻近地区)的东亚特有苔藓属共35个,占中国苔藓植物属数的7.09%。它们共含有48个种、亚种或变种,占中国苔藓植物种总数的2.2%(表1)。这些特有属、种在中国西南部横断山区、长江流域中游山区和东南沿海山区存在3个分布中心(表2);(2)在系统发生上居关键位置的类群多,如原始类型藻苔目(Takakiales)藻苔科(Takakiaceae)藻苔属(Takakia)的两个种;藻苔(T. lepidozioides)和角叶藻苔(T. ceratophylla)在中国西藏地区的察隅、波密及米林县的高寒山地都有发现;(3)热带、亚热带成分占优势。3、苔藓植物的保护苔藓植物除了科学价值外,还有很重要的经济价值。在药用方面,苔藓作为“清热解毒”的中草药已有数百年历史。明朝李时珍在《本草纲目》中就记载了金发藓(Polytrichum commune)和暖地大叶藓(Rhodobryum giganteum)等,暖地大叶藓长期以来在中国西南地区被称作“茴心草”,用来治疗心血管病。传统上,泥炭藓属(Sphagnum)植物或泥炭一直是花卉、苗木栽培或移植的重要包扎材料和园艺肥料,迄今尚无更佳的替代物。中国历来是世界上五倍子出口的主要国家之一。经过近半个世纪的研究,中国科学家发现,在五倍子生产周期中,苔藓植物作为五倍子蚜虫的冬寄主是五倍子增产不可缺少的一个环节。迄今为止,至少已发现有约20种苔藓植物可作为五倍子蚜虫的冬寄主植物。此外,苔藓还是监测环境污染的良好指示植物。苔藓与地衣对大气中的SO2,CO和HF反应极为敏感。在中国,钟帽藓(Venturiella sinensis)、高领藓(Glyphomitrium humilli-mum)和兜瓣耳叶苔(Frullania muscicola)等均系常见的树干附生种类,它们对大气污染有较强的敏感性,可在环境监测方面加以利用。总之,苔藓植物与人类的生存有密切的关系,对它们的保护我们必须给以高度的注意。蕨类植物1、中国蕨类植物的多样性全世界有蕨类植物10 000~12 000种,中国有2 200~2 600种,占世界种数的22%。由于中国地域广大,自然条件复杂多样,除了热带少数科属外,中国拥有的科属数几乎占世界的95%,这说明中国的蕨类植物有极高的多样性。中国分布有在探讨物种进化系统问题上十分重要的种类,如原始类群裸蕨纲的松叶蕨(Psilotum mudum)、天星蕨(Christensenia)。有些属如光叶蕨(Cystoathyrium)、中国蕨(Sinopteris),其分布区狭小,为中国特有,它们的发现对研究该科中属的演化关系有一定意义。而在四川东部长江沿岸发现的圆肾铁线蕨(Adiantum reniforme),其原产地在大西洋的Madeira群岛。中国变种荷叶铁线蕨(Adiantum reniforme var. sinense)的出现,为研究间断分布及中国和非洲蕨类种的关系提供了很好的材料。能生长在海拔4350m高山寒冻荒漠的严酷环境中的玉龙蕨(Sorolepidium glaciale)是研究蕨类形态和生态条件关系的重要属种。仅产中国西南的湖南石灰岩壁的荚囊蕨(Struthiopteris eburnea)是典型的石灰岩钙质土的重要种属。根据不完全统计,中国特有的蕨类植物有500~600种,占已知中国蕨类植物的25%左右,重要特有属及代表种见表1。2、蕨类植物受威胁和濒危状况随各地区植物考察的深入,不断有蕨类植物新种被发现,但与此同时也有一些种由于环境改变或人为破坏而消失或濒临灭绝(表2)。除上面提到的特有和濒危属种(表1和表2)外。还有些种类虽然不限产中国,但在中国仅局部地区有分布,如鹿角蕨(Platycerium wallichii)仅产靠近缅甸边境的盈江,而埃及苹(Marsilea aegyptica)仅产新疆的局部水域。像这些种类的个体数量不多,分布区狭窄,如不保护,很易绝灭。类似的濒危种类还有很多,估计约占中国蕨类总数的30%左右,其中重要的有101种(表3)。导致蕨类植物濒危有以下多种原因:(1)森林破坏,造成空气湿度降低,以及地下水位下降,使原有生态环境改变,影响植物种的生存和繁殖,如1963年在四川二郎山团牛坪海拔2450m处林下发现的光叶蕨,1984年专程前往该地,发现森林消失,气候干燥,只在灌丛中找到一株。(2)工农业建设事业的发展使局部地区一些植物种消失,如中华水韭,荷叶铁线蕨。(3)由于对一些药用及观赏植物只宣传其价值,而不强调保护的重要,使一些蕨类植物遭受毁灭性的摧残,如鹿角蕨近年已难见到。(4)旅游区对一些小型稀少植物不加保护,致使其遭践踏而无法生长,如瓶儿小草(Ophioglossum thermale)。3、加强对蕨类植物的保护蕨类植物与人们的生活有密切关系,它们之中很多种是传统的中药和民间草药,约占全部种类的10%。如贯众(Cyrtomium fortunei)、海金沙(Lygodium japonica)、骨碎补(Davallia barometz)能够健骨补肾,还有绵马鳞毛蕨(Dryopteris crassirhizoma)和石韦(Pyrrosia)等。又如金毛狗脊蕨(Cibotium baronetz)具有补肝肾,强腰膝的功效,近年来出口需求量很大,每年超过百吨。虽然这个种分布较广,也不能不限量出口加以保护。蕨类植物多为阴生,叶质坚厚,宜作观叶植物及插花的切叶材料。还有少数种类如菜蕨(Cal-lipteris esculenta)、蕨(Pteridium aquilinum var. Latiusculum)、荚果蕨(Matteuccia struthiopteris)等的拳卷叶芽,加工后可作蔬菜并出口;满江红(Azolla imbricata)的叶下具有和蓝藻中的念珠藻共生结构,可固定空气中的氮,是水稻的优良绿肥。总之,蕨类植物与其他绿色植物一道共同创造了地球表面人类生存所必需的环境条件。因此,加强对蕨类植物的保护是我们不可推卸的责任。首先,对急需保护的一些稀有濒危种类应建立专门的保护区,如贵州赤水的桫椤自然保护区。其次,对某些特殊植物因建设需要不能保证在原地生存,如长江三峡工程的启动,受威胁的荷叶铁线蕨需要在相同或相近的气候土壤环境条件的安全地点建立试验场,促使其能在野生条件下易地繁衍。同时加强宣传,提高广大群众和干部对生物多样性保护的认识,禁止对某些有经济价值蕨类植物的滥采乱挖也很重要。裸子植物裸子植物是原始的种子植物,其发生发展历史悠久。最初的裸子植物出现在古生代,在中生代至新生代它们是遍布各大陆的主要植物。现代生存的裸子植物有不少种类出现于第三纪,后又经过冰川时期而保留下来,并繁衍至今的。据统计,目前全世界生存的裸子植物约有850种,隶属于79属和15科,其种数虽仅为被子植物种数的0.36%,但却分布于世界各地,特别是在北半球的寒温带和亚热带的中山至高山带常组成大面积的各类针叶林。1、中国裸子植物的多样性中国疆域辽阔,气候和地貌类型复杂。在中生代至新生代第三纪一直是温暖的气候,第四纪冰期时又没有直接受到北方大陆冰盖的破坏,基本上保持了第三纪以来比较稳定的气候,致使中国的裸子植物区系具有种类丰富,起源古老,多古残遗和孑遗成分,特有成分繁多和针叶林类型多样等特征。据统计,中国的裸子植物有10科34属约250种,分别为世界现存裸子植物科、属、种总数的66.6%、41.5%和29.4%,是世界上裸子植物最丰富的国家。在中国的裸子植物中有许多是北半球其他地区早已灭绝的古残遗种或孑遗种,并常为特有的单型属或少型属。如特有单种科——银杏科(Ginkgoaceae);特有单型属有水杉(Metasequoia)、水松(Glyptostrobus)、银杉(Cathaya)、金钱松(Pseudolarix)和白豆杉(Pseudotaxus);半特有单型属和少型属有台湾杉(Taiwania)、杉木(Cunninghamia)、福建柏(Fokienia)、侧柏(Platy-cladus)、穗花杉(Amentotaxus)和油杉(Keteleeria),以及残遗种,如多种苏铁(Cycas spp.)、冷杉(Abies spp.)等。中国的裸子植物虽仅为被子植物种数的0.8%,但其所形成的针叶林面积却略高于阔叶林面积,约占森林总面积的52%。在中国东北、华北及西北地区的针叶林中裸子植物物种较少,在西南地区针叶林中则有丰富的裸子植物物种。在华南、华中及华东地区除原生针叶林外,更常见的是大面积人工杉木林、马尾松林和柏木林。2、中国裸子植物面临的威胁及其保护问题虽然中国具有极为丰富的裸子植物物种及森林资源,但由于多数裸子植物树干端直、材质优良和出材率高,所以其所组成的针叶林常作为优先采伐的对象,使利该资源正在受到强烈的人类活动的威胁和破坏。如50年代中国最大的针叶林区——东北大、小兴安岭及长白山区的天然林被不同程度地开发利用,60年代至70年代另一大针叶林区——西南横断山区的天然林又相继被强烈采伐,仅在交通不便的深山和河谷深切的山坡陡壁,以及自然保护区内尚有天然针叶林保存。华中、华东和华南地区,因人口密集和经济发展的需求,中山地带的各类天然针叶林多被砍伐,代之而起的是人工马尾松林、杉木林和柏木林。随着各类天然针叶林采伐和破坏,原有生态环境发生改变,加快了林下生物消失和濒危的速度。同时,具有重要观赏价值和经济价值的裸子植物亦破坏严重,如攀枝花苏铁(Cycas panzhihuaensis)、贵州苏铁(C. guizhouensis)、多歧苏铁(C. multipinnata)和叉叶苏铁(C. micholitzii)均在新发表或新的分布点发现后就遭到大肆破坏。三尖杉(粗榧)属(Cephalotaxus)和红豆杉(紫杉)属(Taxus)植物自60年代和80年代末至90年代初发现为新型抗癌药用植物后,就立即遭到大规模采伐破坏,使资源急剧减少。中国有平均海拔4500m以上的巨大青藏高原,也有广阔的平原低地,山岭重叠、河川纵横、气候多样、地质古老,这些是决定中国生物多样性丰富多彩的主要因素,在被子植物方面表现最为清楚,中国被子植物多样性至少有以下三个特点,(1)生态类型齐备 各种生活型的植物从乔木、半乔木(如梭梭属(Haloxylon))、灌木、半灌木(如沙拐枣属(Calligonum))、小半灌木(如蒿属(Artemisia))、直到多年生草和一年生草,无不具有。生态类群方面,从高山冻原植物(如多瓣木(Dryas octopetala)、松毛翠(Phyllodoce caerulea))到热带雨林种类;从超旱生荒漠植物到潮湿低地的湿生、水生种类;从高寒风大环境的青藏高原垫状植物到华南热带海滨的红树林,各种类型都有代表。各个气候带都有大量代表科属,例如,桦木科(Betulaceae)、壳斗科栎属(Quercus)的落叶树种,以及杨柳科(Salicaceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)、小檗科(Berberidaceae)等是温带的代表;樟科(Lauraceae)、木兰科(Magnoliaceae)、山茶科(Theaceae)、壳斗科的常绿树种,金缕梅科(Hamamelidaceae)以及冬青科(Aquifoliaceae)、五加科(Araliaceae)、蓝果树科(Nyssaceae),还有单种的连香树科(Cercidiphyllaceae)和水青树科(Tetracentraceae)等是亚热带的代表;至于中国热带森林中包含的科就更多了,常见的科有龙脑香科(Dipterocarpaceae)、番荔枝科(Annonaceae)、橄榄科(Burseraceae)、山榄科(Sapotaceae)、楝科(Melisceae)、藤黄科(Guttiferae)、使君子科(Combretaceae)、天料木科(Samydaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)和四数木科(Datiscaceae)等。(2)原始古老成分很多 在植物系统学研究中,被认为是比较原始的或早期发生的被子植物类群,在中国分布不少,有些仅仅分布于中国。中国的木兰科(Magnoliaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、水青树科、连香树科、三白草科(Saururaceae)、金粟兰科(Chloranthaceae)、金缕梅科和木通科(Lardizabalaceae)等科的植物,在研究被子植物的起源和系统发育方面的重要性,早已为中外学者所公认。近年来,中国在被子植物化石的发现和研究方面取得了丰硕的成果,这些成果对于揭示被于植物的物种多样性,以及揭示被子植物的系统发育,都有十分重要的意义。(3)特有类型极其丰富 中国被子植物有极其多种多样的分布区类型,其中特有类型所占比重极大。到目前为止,统计中国被子植物持有属共有246个,特有种约17000种。古老孑遗种伯乐树(Bretschneidera sinensis)、连香树(Cercidiphyllum japonicum)、领春木(Euptelea pleiospermum)、昆栏树(Trochodendron aralioides)、银缕梅(单氏木)(Shaniodendron subaequalum)、水青树(Tetracentron sinensis)、半日花(Helianthe-mum songoricum)、四合木(Tetracena mongolica)、鹅掌楸(Liriodendron chinensis)和珙桐(Davidia involucrata)等都是中国特有的例子。这些植物的研究对于认识中国乃至世界被子植物的系统发育和物种多样性形成的历史过程都是极为重要的。中国被子植物特有属、种主要分布于秦岭-大别山一线以南,横断山脉以东的东南部地区,其中又有三个特有属、种分布相对集中的待有现象中心:(i)川东-鄂西-湘西北中心,这里的被子植物特有木本属几乎均为落叶乔木或灌木,具有温带性质;(ii)川西-滇西北中心,即横断山脉南段,这里的草本属在全部属中占的比例较高,被子植物的木本属几乎全为落叶乔木或灌木,青藏高原的快速和强烈隆升使本区产生大量新特有种,大大丰富了中国被子植物的多样性;(iii)滇东南-桂西中心,由于地理位置偏南,处于北回归线附近,居泛北极植物区和古热带植物区的分界线上,其乔木持有屑中几乎一半为常绿植物,特有藤本届全部为木质藤本植物,它们所隶屑的科均为热带分布的科,显示出明显的热带性。3、大力加强对中国被子植物的保护被子植物在大型植物中数量最多,而且与人类的衣、食、医药、工业原料等关系最为密切。被子植物大量灭绝无疑会对人类造成很大的威胁,因而我们必须格外重视对被子植物的保护。为了有效保护它们,必须研究它们受威胁的方式、程度和灭绝过程,从而制定合理的保护策略。在这方面,进行种群存活力的分析(PVA),确定最小能存活种群(MVP)是核心内容。在目前尚无条件对每一个种进行深入的PVA分析的情况下,把保护的范围适当扩大是有必要的,否则,一个种灭绝以后,就再也不能挽回了。与此同时,应该特别重视减少造成物种濒危和灭绝的因素,如防止森林破坏,禁止对有经济价值的种类的过度采挖,尽量多建立一些保护区,加强保护区的管理,必要时采取迁地保护措施(变野生为栽培)等等。所有这些,还必须以立法和政策加以保证。只有这祥,中国丰富的被子植物物种多样性才能得到有效的保护,使它不仅为中国人民,也为全人类的福祉作出应有贡献。

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植物组织培养及其应用研究概况在世界各国科学家的不断努力下,近几十年来,植物组织培养技术迅速发展。利用组织培养,不仅可以大量生产优良无性系,获得人类需要的多种代谢物质,还可获得单倍体、三倍体、多倍体及非整倍体。通过细胞融合可以打破种属间的界限,克服远缘杂交不亲合性,在植物新品种的培育和种性的改良中发挥了巨大作用。组织培养的植物细胞是在细胞水平上分析研究的理想材料,从植物快繁、花药培养发展到细胞器培养、原生质融合以及DNA重组技术等,植物组织培养技术广泛应用于植物科学的各个领域及农业、林业、工业、医药等多种行业,已经成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。1 植物组织培养的基本概念、原理和试验步骤1.1概念植物组织培养是在无菌条件下,将离体的植物器官(根尖、茎尖等)、组织(形成层、花药组织等)、细胞(体细胞、生殖细胞等)、胚胎(成熟或未成熟的胚)、原生质体等在人工配制的培养基上培养,给予适宜的培养条件,诱发其产生愈伤组织或潜伏芽或长成完整的植株的技术。1.2原理 植物组织培养的依据是植物细胞的“全能性”及植物的“再生作用”。1902年,德国著名植物学家 G.Haberlandt根据细胞学理论提出了一个观点,“高等植物的器官和组织可以不断分割,直至单个细胞,即植物体细胞,体细胞在适当的条件下具有不断分裂、繁殖并发育成完整植株的潜力”。1943年,美国人White在烟草愈伤组织中偶然发现形成一个芽,证实了G.Haberlandt的论点。 不同植物所需要的生长条件不同,所用的培养基也有所不同。较常用的基础培养基有MT、MS、 SH、N6、White等。在组织培养中,愈伤组织和胚状体能否形成是培育出新植株的关键。通过在基础培养基里添加一定浓度的外源激素,可以诱导出愈伤组织、胚状体、不定芽、根等器官,最终获得再生植株或次生物质。 用于植物组织培养的材料称为外植体,其主要形式有器官、胚胎、单细胞、原生质体等。根据外植体的不同,所需要的培养基种类、培养条件、外源激素的种类及比例等均不同。植物组织培养中,影响培养力的因素是多方面的,诱导愈伤组织成败的关键在于培养条件,植物激素是诱导愈伤组织和绿苗分化的关键因素。最常用的诱导愈伤组织的生长素是IAA、NAA和2,4一D,所需浓度为O.01~10 mg/L。最常用的细胞分裂素是KT和ABA,使用浓度为O.1~10 mg/L。KT的主要作用是促进细胞分裂和愈伤组织分化。ABA对植物体细胞胚的发生与发育具有重要作用。各类植物激素的生理作用虽有相对专一性,但是植物的各种生理效应是不同种类激素之间相互作用的综合表现。1.3试验步骤1.3.1选择和配制培养基 培养基是植物组织培养中的“血液”,血液的成分及其供应状况直接关系到培养物的生长与分化,因此了解培养基的成分、特点及其配制至关重要。1.3.2灭茵灭菌是组织培养中的重要工作之一,通常采用物理的或化学的灭菌方法。培养基用常压或高压蒸煮等湿热灭菌、器械采用灼烧灭菌、玻璃器皿及耐热用具采用干热灭菌、不耐热的物质采用过滤灭菌、植物材料表面用消毒剂灭菌、物体表面用药剂喷雾灭菌、接种室等空间采用紫外线或熏蒸灭菌。1.3.3接种将已消毒好的根、茎、叶等离体器官,经切割或剪裁成小段或小块放入培养基,整个接种过程要在无菌条件下进行。 l.3.4培养把培养材料放在有一定光照和温度等条件的培养室里,使之生长、分裂和分化,形成愈伤组织或进一步分化成再生植株。1.3.5试管苗驯化移栽 试管苗是在特殊环境条件下生长的幼苗,与自然生长的幼苗有很大差异,只有通过驯化,使之适应自然环境后才能移栽。2 植物组织培养的应用2.1植物快速繁殖和无病毒种苗生产植物快速繁殖技术始于20世纪60年代,法国的Morel用茎尖培养的方法大量繁殖兰花获得成功,从此揭开了植物快速繁殖技术研究和应用的序幕。目前,通过离体培养获得小植株并且具有快速繁殖潜力的植物已有100多科1 000种以上,有的已经发展成为工业化生产的商品。世界上80%~85%的兰花是通过组织培养进行脱毒和快速繁殖的。培养的植物种类也由观赏植物逐渐发展到园艺植物、大田作物、经济植物和药用植物等。在我国,同类的研究始于20世纪70年代。马铃薯无毒种薯和甘蔗种苗已在生产上大面积种植,30余种植物已进行规模化生产或中间试验。利用组织培养进行植物快速繁殖及无病毒种苗生产,不仅能够挽救珍惜濒危物种,而且能够解决植物野生资源缺乏的问题。2.2植物花药培养和单倍体育种 将植物花药培养成单倍体植株,再经过染色体加倍,能很快得到纯合的二倍体,这样将大大缩短育种年限。到目前为止,世界上通过花粉和花药培养已获得了几百种植物的单倍体植株。印度科学家应用这种方法培育的水稻品系,比对照产量提高15%~49%。韩国先后育成了5个优质、抗病、抗倒伏的水稻品种。我国自20世纪70年代开始该领域的研究,已经培育了40余种由花粉或花药发育成的单倍体植株,其中有10余种为我国首创。玉米获得了100多个纯合的自交系;橡胶获得了二倍体和三倍体植株。仅“九五”期间就育成高产、优质、抗逆、抗病的农作物新品种44个,种植面积超过660万 hm2。2.3植物胚胎培养杂交育种中,杂种胚常常败育,因此将早期生长的胚取出,应用组织培养方法,就有可能培育出杂交植物。已经有100篇以上幼胚培养成为植株的报道。国内外科学家应用植物胚胎培养技术获得了多种远缘杂交的重组体、栽培种和杂交品种。2.4植物愈伤组织或细胞悬浮培养利用植物愈伤组织或细胞悬浮培养可以生产用于预防和治疗疾病的植物次生代谢产物。近年来,这一领域的发展极为迅速,已经研究了400多种植物,从培养细胞中分离到600多种次级代谢产物,其中60多种在含量上超过或等于原植物,20种以上干重超过原植物的1 9,6。例如,从薯芋愈伤组织和悬浮细胞生产的diosgenin用于合成甾体药物。最近抗癌药物紫杉醇一红豆杉细胞培养物,可用75t发酵罐培养,已达到商业化生产水平。另外,达到商品化水平的还有紫草、人参、黄连、老鹳草等;长春花、毛地黄、烟草等已实现工业化生产;牙签草、红花等20多种植物正在向商品化过渡。2.5细胞融合与原生质体培养自1960年英国学者Cocking首次利用纤维素酶从番茄幼苗的根分离原生质体获得成功以来,到1990年已有100种以上植物的原生质体能再生植株。我国获得了30余个品种的原生质体再生植株,其中包括难度较大的重要粮食作物和经济作物,如大豆、水稻、玉米、小麦、谷子、高梁、棉花等。在木本植物、药用植物、蔬菜和真菌原生质体培养方面的进展也十分迅速。国外已先后获得了种内及种间的体细胞杂种植株。植物原生质体培养还可应用于外源基因转移、无性系变异及突变体筛选等研究,因而越来越受到人们的重视。2.6植物细胞突变体筛选植物细胞突变体的筛选最早始于1959年,G. Melchers在金鱼草悬浮细胞培养中获得了温度突变体。1970年,P.S.Carlson,H.Binding和Y.M. Heimer等分别分离出烟草营养缺陷型细胞、矮牵牛抗链霉素细胞系及烟草抗苏氨酸细胞系。迄今为止,已经在不少于15个科45个种的植物细胞培养中筛选出100个以上的植物细胞突变体或变异体。其中包括抗病细胞突变体,如玉米抗小斑病突变体和小麦抗赤霉病、根腐病突变体;抗氨基酸及其类似物细胞突变体,如甘蓝型油菜抗HYP突变体[263;抗逆境胁迫细胞突变体,如水稻耐盐突变体和小麦抗盐突变体;抗除草剂细胞突变体及营养缺陷型细胞突变体,如玉米抗除草剂变异体;株高突变体的筛选,如水稻矮秆变异体。2.7植物体细胞胚胎和人工种子1958年,Reinert在胡萝卜的组织培养中最先发现了体细胞胚胎(胚状体)。据不完全统计,能大量产生胚状体的植物有43科92属100多种。一些重要作物如水稻、小麦、玉米、珍珠谷等,也能通过离体培养产生胚状体。这些胚状体用褐藻酸钠等包埋,再加上人工种皮,就形成了人工种子。人工种子的优点是:繁殖快速,成苗率极高;不受气候影响,四季皆可工厂化生产。上世纪80年代初,美、日、法等国家相继开展了人工种子的研究,我国也于“七五”期间开展了此项研究,并于1987年列入了国家“863”高技术研究发展计划。2.8 植物组织细胞培养物的超低温保存与种质库建立植物细胞全能性的发现和证实,为植物种质资源的长期保存开辟了一条新途径。采用液氮超低温保存技术,能保持很高的存活率,并且能再生出新植株和保持原来的遗传特性。如建立茎尖分生组织培养物的超低温保存种质库,不仅可以防止种质的遗传变异和退化,而且可以长期保存无病毒的原种。2.9 植物组织培养与转基因技术的应用 我国第一个T—DNA插入突变体库的构建和研究为我国水稻功能基因组学研究奠定了良好的技术和材料基础,为确保我国拥有一批有自主知识产权的基因资源做出了积极贡献。由中国水稻研究所农业部水稻生物学重点开放实验室和中科院上海植物生理研究所合作,通过建立大规模、高效的农杆菌介导的转基因技术体系,将玉米转座子Ac—Ds等外源基因导入水稻未成熟胚和种子诱导的愈伤组织,获得了1.2万个独立的T—DNA插入株系,并构建了水稻突变体的数据库。 3 展望植物组织培养研究与应用是20世纪科技进步的重大成果之一,为研究植物生长发育、抗性生理、激素及器官发生与胚胎发生等提供了许多良好的实验材料和有效途径。植物组织培养方法不断提高的同时,也相应拓宽了其应用范围。由于组织培养在人工控制的条件下进行,容易掌握花芽分化和开花成因;通过胚胎培养,能够得到杂种或自交种;通过分离单倍体细胞,能培育纯合的二倍体优良品系;提高育种多样性的同时缩短了育种时间;通过突变体筛选,提高植物的品质,增强抗逆境胁迫能力,扩大植物的生长范围;将体细胞冷藏在低温下,建立基因库,达到保存物种的目的;获得药用价值高和工业生产所需要的次生产物,加快药物生产的时间并且减少了单纯依靠天然植物的被动性。植物组织培养技术已经渗透到科研、生产和生活各个领域,必将日臻完善。黑龙江农业科学2006,(3)

智能种植系统毕业论文

基于PLC的智能温室控制系统的设计摘要:温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统,难以建立系统的数学模型,采用常规的控制方法难以获得满意的静、动态性能。根据温室环境控制的特点,设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。关键谝:PLC;智能控制:温室控制智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上,对温室温度、湿度、CO,浓度和光照等环境因子控制技术进行研究,设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。1智能温室控制算法的研究1.1温室环境的主要特点温室环境系统是一个复杂的大系统,建立精确的控制模型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别的精确,而是一个模糊区间,比如作物对温度的要求,只要温度在某一时间段在某一区间内,该作物就能很好地生长,因此,也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作为计算机控制系统的控制对象,有以下特点:非线性系统、分布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。1.2智能温室控制对象微分方程智能温室温度微分方程为:式中,为智能温室的放大系数;为智能温室的时间常数;为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量;为智能恒温室室内温度。2系统总体结构与硬件设计2.1系统总体结构2.1.1控制系统设计目标温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO,传感器、室外气象站等采集或观测的温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO,浓度等环境参数信息,通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌等驱动/执行机构的控制,对温室环境气候和灌溉施肥进行调节控制以达到栽培作物生长发育的需要,为作物生长发育提供最适宜的生态环境,以大幅度提高作物的产量和品质。2.1.2控制模式以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行变温管理,根据作物的生长需要将l天分成4个时间段,4个时间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间段的分段方法用户可以灵活的更改,而且4个时间段中的温度设定值用户也可以设定修改。不同季节的控制模式不同,只是自动控制系统启动的调节机构不相同,但不同季节的控制目的是相同的,即将环境参数调控到设定的参数附近。随着季节的变化,以及随作物生长阶段的变化,各时间段所需要的温度也是变化的,这时可通过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。2.1-3控制方案本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对温室的自动控制,提高设备运行的可靠性。在运行时可通过按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠,由继电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测,并对其设定上限和下限值,当检测到某一值超过设定值,便发出信号自动对驱动设备进行开启和关闭,从而使温室环境因子控制在设定的范围内。其运行成本较低,可大大节约劳动力,降低劳动者的劳动强度。2.2系统的硬件组成为了实现智能温室的环境监控,本设计建立了温室环境控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内温度、湿度、CO,浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据智能温室温湿度的需求,对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装有组态t6.02监控软件,能将数据汇总、显示、记录、自动形成数据库,并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了确保系统的可靠性,温室设备的控制采用手动/自动切换方式,即在某些特殊情况下系统可以切换成手动,使用灵活方便。3系统的软件设计3.1温室控制系统PLC软件的设计根据基本要求和技术要求列出以下几点:(1)防止接点误动作:可利用自锁电路加以解决;(2)系统自诊断功能:PIG本身具有此项功能;(3)风机控制:温室设有一组风机,能同时启动与停止,当温室内的温度超出预定值时,受PLC的控制先是4个侧窗自动打开,延时5s后风机启动,再延时5s后湿帘水泵启动,从而使温室的温度降低;(4)侧窗控制:温室中设有4个侧窗,侧窗受电机控制,通过电机限位的设定来控制侧窗行程。解决方法类似上一点,但考虑到程序的精炼性,可配合PGI的中断功能命令加以解决;(5)系统自动/手动控制:可利用一个开关量作为PLC的输入信号,实现控制程序的转换;(6)湿帘泵控制;(7)遮阳网控制;(8)CO,补气(控制;(9)补光灯控制;(1O)可扩展性:在PLC中预留一定的存储空间和端口即可解决。3.2控制系统软件设计系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的控制是通过PLC发出开关指令,通过交流接触器控制相关机构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度,能够把温室内的扰动快速反应出来,同时由于温室较大的传递滞后,执行机构动作频繁,从而影响使用寿命。为此,在程序中加有时间可调的延时模块,使用时可根据具体情况调整延时,使控制效果达到最佳。3.3系统的组态监控软件的设计组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设备中实时采集数据,然后发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包。其主要功能如下:(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温室的当前状态,包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0,补气阀、水暖三通阀的状态和多种形式的报警监视,还能监视各灌溉阀的照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温度、目标湿度和室内湿度,并能打印输出。(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控制器的全部设定参数。(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内温度、目标湿度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全年的、全月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。4结语本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响,将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技术应用于温室控制系统的设计,开发了基于PLC的智能温室控制系统。圜状态(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]。它可以统计任意时刻的户外温度、光14O[参考文献】邓璐娟,张侃谕,龚幼民.智能控制技术在农业工程中的应用.现代化农业,2003(12):1~3申茂向等.荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思考.农业工程学报,2000,16(5)

智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文

在日常学习、工作生活中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我为大家收集的智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。

摘要:

传统的农业种植模式已经很难满足现代生活模式与需求,以传统塑料大棚为例,不仅产量很低,也会带来较大的污染,且人员管理非常繁琐,不利于蔬菜种植效益的提升。智慧温室大棚蔬菜种植模式优势较多,相比于传统塑料大棚能够大幅度扩展蔬菜种植发展空间,也改变了现代农业、新型农村的格局。该文简述了智慧温室大棚蔬菜种植的优势,然后分析了智慧温室大棚建设方案,最后介绍了智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用。

关键词 :

智慧温室;大棚蔬菜;种植技术;

引言:

在传统农业发展模式下,农民的浇水、施肥和打药等农业劳动过程主要借助已有经验进行。在温室大棚蔬菜种植中,需要关注浇水的时机,准确把控农药浓度,且保证温湿度、光照、氮元素等处于适宜的状态。由于无法量化指标,通常依赖于人为判断,因而经常发生误差,也无法提高温室大棚蔬菜种植的产量和质量。要想解决传统农业中低效率、低产能等现象,需要积极引入智慧温室大棚蔬菜种植技术,将各影响因素进行有效控制,改进环境条件,促进蔬菜的正常生长。

1、传统大棚蔬菜种植的危害气体

传统大棚蔬菜种植会释放很多有害气体,如氮气,引起有害气体含量超标的原因较多,主要包括人员操作不当、肥料质量不合格等因素。若是施肥方法不科学,施用含量超标的肥料,将引起氮气排放的增加,当温室大棚内氮气含量超出一定限度后,将导致叶片枯死,特别是对黄瓜、西红柿、西葫芦等蔬菜来说,对氮气更加敏感。此外,还会存在亚硝酸气体,当土壤呈弱酸性后,即pH值未超过5,某些菌体的作用效果将持续减弱,形成大量的亚硝酸气体。亚硝酸气体含量的增加,会让蔬菜绿叶发生白色斑点,黄瓜、西葫芦、青椒和西芹等蔬菜对亚硝酸气体较为敏感[1].冬季严寒,很多农民常用煤球升温取暖,在燃料不充分燃烧的情况下,将形成大量一氧化碳等有毒气体,温室大棚中碳元素也会超标,不利于蔬菜产量与质量的提升。

在预防过程中主要采取以下措施:

(1)做到施肥的科学性。温室大棚中施用的有机肥必须需要发酵腐热,以优质化肥为主,尿素要与过磷钙混施。基肥要深施15~20cm,追施化肥深度至少为12cm,施后及时覆土浇水。

(2)通风换气。在天气条件较好的情况下,要根据温度要求及时通风换气,遇到雨雪天气时也应该做好通风换气工作。

(3)农膜与地膜不能产生毒性,温室大棚中废旧塑料品等需第一时间清理干净。

2、智慧温室大棚蔬菜种植的优势

在蔬菜种植中需要控制好空气温湿度、土壤温湿度和水肥条件,才能保证蔬菜生长的品质,实现产量提高的目的。因此要通过精准化控制各项环境因素,改善温室大棚蔬菜种植品质,确保经济效益逐步提升。智慧大棚主要在温室大棚蔬菜种植中引入自动化控制系统,发挥最新生物模拟技术的作用,对棚内蔬菜生长最适宜的环境进行模拟。同时也设置了温度、湿度、二氧化碳和光照度传感器,对温室大棚内多项环境指标进行感知,并利用微机完成数据分析,实现对棚内水帘、风机和遮阳板等设施的全面监控,最终有效改善大棚内蔬菜生长环境。

在科技进步与发展过程中,各种智慧大棚控制系统得到了广泛应用,实行精细化管理模式,温室大棚内的茄子、辣椒、黄瓜和西红柿等蔬菜都能快速生长,能够帮助种植户创造丰厚利润,也促进了智慧温室大棚的发展。在智慧大棚控制系统中主要应用了物联网技术,设置农业物联网传感器,管理中物联网系统能够有效采集实施环境数据,其中包含了光照、空气温度、湿度和二氧化碳浓度等信息,在网络支持下向控制平台传输[2].系统结合获得的数据信息完成智能判断,远程控制温室大棚中的各项设备,达到及时调节棚内环境的目的,确保满足大棚内蔬菜生长的要求。在温室大棚蔬菜种植中引入智慧大棚控制系统,大幅度提升了温室大棚生产自动化和管理智能化水平。

智慧大棚控制系统除了可以在温室环境方面实现精准管理以外,还具备大面积统一管理的优势。在系统运行过程中,能够为温室大棚蔬菜种植提供精细化的智慧管控服务,实现对设施农业管理效果的不断优化。这样不仅能让温室大棚管理效率大幅度提升,也有效减少了管理成本的投入,为大棚蔬菜种植创造了诸多便利,能够达到增产增收的目的,温室大棚蔬菜种植也能逐步发展为稳定型和持续增收型产业。在中国加快推进乡村振兴战略实施的过程中,智慧大棚控制系统将在农业智能化发展中发挥越来越大的作用,为农业全面升级打牢基础。

3、智慧温室大棚建设方案

在智慧温室大棚建设过程中,需要由多个环境监测节点完成组网,才能实时采集环境信息,达到精准控制的目的。在各环境监测节点上需要安装传感器,控制设备主要有补光照明设备、排风设备、灌溉设备以及报警设备等。各节点也设置2节干电池保证电能供应,因为节点功耗不高,所以电池使用寿命很长,在智慧温室大棚中供电非常安全与便利。各传感器获得的数据向上位机传输过程中,上位机除了可以实时显示、控制与存储,并自动生成温度、湿度和光照等环节因素变化曲线图以外,也可以借助网关与Internet服务器进行连接,达到手机远程监测和控制等目的。建设智慧温室大棚后,能够实现对温室大棚蔬菜生长情况的远程视频监控,也能将相关信息实时存储下来,为农业生产科学化管理创造条件。

在智慧温室大棚功能设计上,主要包括以下几点:

(1)身份识别功能。借助RFID射频识别技术将个人信息显示在上位机,用户在系统刷卡登记后才能完成相应操作。

(2)自动报警功能。要想农业生产更加安全可靠,在大棚中发生烟雾、明火以后,利用烟雾传感器与火焰传感器进行检测,能够第一时间让蜂鸣器报警得到控制,在GPRS模块支持下为用户发送短信或者是打电话,并在屏幕上清晰完整呈现大棚报警信息。

(3)远程监控功能。登录网页端,即实现对智慧温室大棚蔬菜种植的远程监控。

(4)无线信息采集与传输功能。为提高大棚蔬菜种植的产量与质量,要实时监测和控制大棚内蔬菜生长环境。环境监测节点主要由光照、空气温度、土壤温湿度以及二氧化碳传感器等构成,能够精确采集相关信息数据[3].

(5)定时防治病虫害功能。利用臭氧发生器,能够在高压、高频电等电离作用下,让空气内氧气转化为臭氧,并定时进行杀菌,达到对温室大棚蔬菜种植中的病虫害防治功能。这种方式不仅具有安全、高效等优点,还降低了成本与农药使用量,能够达到无污染、无残留的要求,不断推动智慧温室大棚蔬菜种植增值提效。

4、智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统

在农业自动化发展过程中,除了应用计算机技术以外,也涉及微电子技术、通信技术和光电技术等,尤其对蔬菜种植自动控制系统而言,它们是智慧温室大棚蔬菜种植中需要重点关注的.内容。对该系统而言,主要结合蔬菜温室控制要求建设的远程监控管理系统,属于可扩展、可操作的硬件与软件系统。利用无线通信方式与蔬菜温室管理中心的计算机联网,能够让蔬菜温室单元得到实时调节与控制。

蔬菜种植自动控制系统主要构成如下:

(1)无线传感器,分别为温湿度传感器,土壤温湿度传感器、光传感器和二氧化碳传感器等设备。

(2)控制器,主要有温湿度控制器、光强控制器和土壤温湿度控制器等,可以集中处理各传感器传输的数据信息,并由计算机发出相应的控制指令。

(3)触摸屏,能够显示各种数据,以及风机、加湿、加热电磁阀等现场设备的远程控制,各种数据报表的打印等。

(4)遥控终端,通常包括手机、计算机等。

对蔬菜种植自动控制系统功能来说,包括以下几点:

(1)检测系统:设置多种无线传感器,将蔬菜生长环境中的温度、湿度、pH值、光照强度、土壤养分和二氧化碳浓度等物理参数及时采集起来。

(2)信息传输系统:利用本地无线网络、互联网、移动通信网络等通信网络,为数据传输、转换等创造有利条件,能够提高智慧温室大棚内环境信息传输效率。

(3)信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传输到控制中心,各节点能够自由匹配,任意监控,互不干扰。

(4)控制系统:增加摄像头,对各温室大棚进行监测,并借助监控计算机对环境调整的全过程进行监控。蔬菜生长环境信息数据等进行实时监测,将各节点数据采集起来,通过存储、管理后能够动态呈现各测点信息。同时结合掌握的信息数据自动灌溉、施肥、喷施、降温和补光等,发挥历史数据存储、查询、报警和打印等作用[4].

(5)远程控制系统:移动电话终端用户能够了解蔬菜棚的工作状态,借助手机实时发布指挥控制设备。

蔬菜种植自动化控制系统不仅安全可靠,适应性也很强,能够提高蔬菜种植智能化水平,为绿色健康蔬菜种植奠定了良好基础。蔬菜自动种植控制系统融合处理大量的农业信息,确保技术人员可以完成多个蔬菜棚环境的监控与智能管理,让蔬菜生长环境得到改善,真正实现增产、提高质量、调节生长周期、提高经济效益等目标,也达到集约化农业生产、高产、优质、高效、生态、安全的目的[5].

5、结语

总之,近年来人民生活水平不断提高,在蔬菜栽培自动化控制系统建设与应用上有着更高的要求,产品附加值越来越高,经济效益也不断提升。通过光照、温度、湿度、二氧化碳、土壤等监测与自动化控制,推动现代农业发展再上新台阶,也是智能技术在农业生产中作用的体现。实行智慧温室大棚蔬菜种植技术,为蔬菜种植技术提供量化指标作为参照,这样蔬菜种植产量与品质得到保障,可操作性也大幅度提升,不仅可以实现增产创收的目的,也为产业链的形成创造了有利条件。

参考文献

[1]胡琼香基于物联网的智慧温室大棚蔬菜种植技术[J]江西农业,2019(14):13-17.

[2]刘欣"互联网+"设施蔬菜智慧决策管理系统设计与验证[J.江苏科技信息,2018,35(29):62-64.

[3]孙通农业气象物联网在蔬菜大棚中的应用[J]现代农业科技2020(16):164-171.

[4]何淑红设施大棚蔬菜生产技术与发展趋势研究[J].农村实用技术2020(08):11-12.

[5]胆温室大棚蔬菜种植技术试析[J]农民致富之友,2020(13):50-50.

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历尽艰辛,调查中国植物方文培深知中国幅员广大,植物种类繁多,亟待研究开发,然而已往搜集的标本甚少,因此必须亲自涉足山川实地调查,了解种群分布状况和采集充足的实物标本,为长远研究建立坚实的基础。1928年至1932年4年间,开始对四川周边交通闭塞、人烟稀少的少数民族居住的山区开展调查。最先考察的是南川县金佛山。早在1891年德国人即已来此山采集标本,并于国外发表,从而引起了国内外的注意。金佛山属大娄山山脉,山势陡峻,峭壁深涧纵横。为了揭开此山植物的神秘,方文培从东到西、从南到北穿越山体路线反复调查,了解到北部山脊残留有古代孑遗裸子植物银杉,山顶为落叶和常绿阔叶树组成的森林,林下常生方竹及灌木状杜鹃。首次发现金山杜鹃、尖叶杜鹃、川南杜鹃、长穗鹅耳枥、金山安息香等一批新种植物。阔柄杜鹃和租脉杜鹃(又叫麻花杜鹃),前人只采到果实标本。此次采到花,对种的原始记载作了补充。1928年又到了中外闻名的峨眉山,此山植物从1875年就陆续被外国人采集,其丰富奇特植物的盛名,早已广播于全世界。经调查峨眉山相对高差极大。从500米至3099 米,植物生长随高度分带明显。山的下部报国寺一带以黄桷树、楠木、喜树、枫杨分布,中段以九老洞至洗象池间为珙垌、槭树、天师栗等落叶树组成森林,洗象池以上至山顶则为冷杉组成的纯林,林下亦为高山植物。杜鹃花则从山下到山顶均有分布。经1个月的调查,即采得标本1000千余号计1万多份。在九老洞、初殿、华严顶一带发现“木瓜红”小乔木,椐叶、花、果特征实为一特殊乔木,遂采得标本后经胡先骕鉴定发表为一新属Rehderodendron.冷箭竹(Sinarundinaria fangiana)在雷洞坪和接引殿一带林下生长普遍,经多方努力才采得开花标本,经仔细研究后,确认为一个尚无记载的新种。花佩也是调查中首次发现的另一新种植物。这些新发现确定和新增加了中国原产植物的特有种属,丰富了植物学宝库的内容。秋后,还经荥经、汉源、沪定到康定,时已大雪封山无法进行多山采集,仍于榆林乡发现由红杉、冷杉、白皮云杉,康定云杉组成的森林,林下多为杜鹃灌丛。1929年后,于马边县调查时发现大片桦木、石栎及拱桐为优势树种的落叶阔叶林。在海拔2000米以上则是以麦吊云杉、云南铁杉、冷杉为主的大片原始森林。美姑县大凉山原始森林主要树种是云杉、冷杉、铁杉和云南松为主,另有槭、报春及杜鹃等。1930年7月调查了荥经县瓦屋山,其海拔在3000米以上,山势巍峨、植物葱茏,其特点与峨眉山十分相似,山顶全系浓密的冷杉林,林下是以鳞斑杜鹃为主的灌丛。以后抟沿安宁河流域调查了越隽、冕宁、西昌、会理、盐源、盐边等县,这一带气候温和,热带及亚热带植物繁茂,木棉及仙人掌普遍,常见丽江云杉、云南铁杉、云南松、长苞冷杉等组成森林,这些与四川西部所见明显不同,而多与云南北部相似且关系密切而属于不同区系。在这一时期从事野外调查与采集是一项十分艰苦而危险的工作,特别是在四川周边,地广人稀、交通闭塞的少数民族山区更是艰险,可是方文培从不畏惧,他克服各种险阻,历尽艰辛,5年间徒步行程数万里。为了采得一份珍贵的标本,几次几乎献出自己的生命。在从金佛山赴峨眉山途经江县山采集时,忽被地方武装抄袭,不但毁了全部标本,还被关押了3天后送至县府才免罹害。从洪雅至瓦屋山步行6天,借住于山顶一座小庙,一日外出采集,忽遇大雨滂沱、山雾弥漫而迷失了出林方向与小路,不得不夜宿岩洞,忍饥受寒,辗转4天方回到住地。留驻民工等数日,未见方文培等人归来,料必被野兽所害,已报告乡政府派人寻找残骨。虽然如此,由于他对科学事业的执著追求,矢志不渝,5年间共采集标本1.2万多号、约15万多份,分存北京、南京、广州、昆明等大标本馆,成为中国最早最宝贵的一批植物标本,为了解中国植物资源、发展中国植物学事业奠定了基础,作出了贡献。从1937年至1948年,方文培在四川大学理学院生物系任教时,大部分时间正值抗日战争时期,科研条件及经费都很困难,他此时仍把全部课余时间潜心用于峨眉山植物研究,甚至拿出自己的工资去搞植物调查与采集,经过几年努力,为建立四川大学植物标本室奠定了基础。中华人民共和国成立后,由于国家对科研的重视,他更加勤奋工作。根据国家规划他拟编了《川康植物调查计划书》,系统地调查川、康两省植物资源。从1950年组成第一支考查队,至1960年最多达八支考查队,共数十人在野外调查,每一次都由方文培亲自布置并审定调查计划,包括调查地区范围、要求,以至部分具体调查路线、生活安排和安全措施等也都一一过问。他本人虽身兼四川大学及西南农学院的教学任务,仍然抽出时间亲赴野外调查采集和指导工作。经9年努力,调查了南邻云南,西接西藏,北接陕西、甘肃,东与湖北神农架相接的四川周边山区共20余县,采集标本计9万多号,100多万份,分送给北京、南京、华南、昆明、广西等植物研究所,极大地丰富了西南地区的植物标本资料,为国家建设和发展植物学事业积累了可靠的资料。四川大学植物标本室也因此更加充实,现馆藏标本50 多万份,是中国高校中最大的植物标本室,它从1964年起已列入世界主要植物标本室(馆)目录册内,是世界上著名的植物标本室(馆)之一,在国际、国内植物学及其相关学科的研究上发挥着重要作用。这是方文培坚持不懈、长期努力的结果,也是他热爱科学、热爱祖国的具体体现。 为中国人写《中国植物志》而奋斗以前中国的植物分类调查研究多为外国人所进行和完成,方文培于东南大学就读时就立志中国人自己编写《中国植物志》,他毕业专攻植物分类学,共发表论文80余篇,专著15部,共计900万字。发现新种植物100多个。他是著名的槭树科和杜鹃花科专家,对山茱萸科、旌节花科、杨柳科、芍药科、报春花科、蓝果树科、八角枫科等17个科也有深入研究。早在1927~1932年进行大量野外调查时,即开始注意在野外环境下对植物进行观察研究,经数年调查后,他决心对槭树从分类学方面进行整理。由于槭树叶形和枫树相似而常被误为枫。植物分类自瑞典植物学家林奈奠定分类学基础以来,高等植物都以花的特征为主进行分类,而槭树花很小,呈淡绿色,又常混在叶间,野外工作不易采得,且其构造复杂,按其进行分类存在困难。德国植物学家巴格斯(F.Pax)为此自19世纪以来,费了几十年研究其分类,发表了不少专著,后经各国学者继续研究,仍认为其分类原则不妥。方文培根据自己的观察研究认为:槭树的分类应根据其全部营养器官和繁殖器官的综合特征为依据,于1932年整理大量资料后以英文发表了《中国槭树科的初步研究》和《中国槭树科志》,首次整理记载中国槭树科植物有56种,其中金钱槭属2种,其余则为槭属,按种类分为9组,其中1个新种,3个新变种和3个新变型,这是中国最早具代表性的植物专志之一。1934年后,在英国留学期间,更是专注研究、搜集和查阅存于国外标本馆(室)而采自国内各地的标本资料,如爱丁堡植物标本室、伦敦皇家邱植物园标本室及英国自然历史博物馆等,1905年编著《中国植物名录》的凭证标本均源于此。1936年秋,他又去法、德、意、奥等国各大标本馆(室)查阅资料,在数月内以巨大毅力和惊人速度仔细研究了他们采自于中国湘、鄂、闽、赣、川、黔、滇、藏、陕等省区的全部标本,并制成卡片,于1937年夏完成论文《中国槭树科的分类》,1939年在国内发表,共记载有槭树植物87种,其中产于中国60多种,相邻地区20多种,这是自1931年以来国内实际调查资料和国外植物采集者采自中国槭树资料的全面研究和总结,为在国内独立进行槭树分类方面的研究奠定了基础,十分可贵。在此后又经数十年野外继续考察和认真研究,最后他认定中国槭树科植物增至143种,对其分类系统也提出了新见解,即在属以下用亚属、组和系三级分类法,全世界槭树分为2亚属,22组和35系,中国的槭树在这个全属分类系统中占有15组,21 系。亚属和组的排列参照演进程序,达到符合自然分类系统原则。1981年他编著的《中国植物志》46卷—槭树科—出版,即得到植物学界的广泛赞誉,称“槭树科研究具国际水平”。杜鹃花科也是方文培深入研究的课题之一。早在英国求学时即已发表长篇论文《中国的落叶杜鹃》(1935),以后又发表《近时采集的中国杜鹃花》(1939),分别记载了32种和153种,总结当时中国全部杜鹃花资料,为研究中国杜鹃花植物奠定了基础。尔后,又经多年继续采集与研究,直至主持《中国植物志》杜鹃花科编写时,已确定中国共有杜鹃花植物548种,比林奈(C.Linneaus)的《植物种志》(Species Plantarum)中记载中国只有一种多出540余倍,中国才是世界上杜鹃花的分布中心。可惜方文培未看到《中国植物志》杜鹃花科的最终定稿和出版就去世了。在杜鹃花研究中,他组织有关人员,利用所搜集的室内外照片,以系统反映自然界中杜鹃花的生长环境及有关特征为主,出版了《中国四川杜鹃花》一书,包括5个亚属,95 种,共500余幅彩色照片,在世界上赢得了广泛称赞。美国杜鹃花学会杂志(Journal of Anerican Rhododendron Society Vol.41,No.4.1987)发表评论:“对于植物学家,园艺学家及园林爱好者,这是一部不可多得的好书,当中得到它时,真是爱不释手”。英国皇家园艺学会会刊Rhododendrons with Magnlias and Camellias 1988~1989,The Royal Horticultural Society,London,在评论中称:“此书内容丰富,超越以前的记载,是一部空前的著作,很多资料直接取材于野外,非常有用,是一部极好的书,价值甚高”。国内外植物学者都认为四川大学在杜鹃花的研究上,由于方文培教授的指导,研究历史悠久,成绩卓著。方文培是世界公认的杜鹃花科专家,而且居于科学前沿领先地位。方文培除研究槭树科和杜鹃花科植物外,早在1939~1946年间,在调查了峨眉山植物后,他确定峨眉山植物至少有3000多种,从中选取有重要价值的植物及地区特有种共200种,编纂成《峨眉山植物图志》一书,共2卷4册,每种均附精细插图,并用中、英两种文字描述,于1942~1946年陆续出版,它代表中国早期地区性植物志的问世,标志着植物学的研究进入一个新阶段。1942年英国李约瑟(Dr.J.Needham)到重庆见此书后认为:在战争的艰苦岁月里,能继续搞科研实属不易。故致函祝贺,并于1986年出版的《中国科学技术史》(英文版)Needham J.,Science and Civilisation in China 6:20.1986.中写道:“中国最杰出的植物学家方文培博士1939年发表了槭树科专著,他不仅用现代科学的分类方法采纳了拉丁学名、中文名称,而且还用英文描述特征,后来《峨眉山植物图志》也同样采用,推动了植物学研究的发展”。1959年10月中国科学院组织全国著名植物学家讨论筹备编写《中国植物志》科学巨著,他感到多年夙愿得以实现,十分喜悦,分工时他接受了槭树科、杜鹃花科、七叶树科、蓝果树科、八角枫科、山茱萸科、胡颓子科、瑞香科、桤叶树科、罂粟科等10个科的编写任务。“文化大革命”中,方文培不但所写的大量资料被毁,而且身心遭到严重摧残,整整10年无法工作,在以后的岁月里,虽然年过古稀,仍夜以继日地工作,力图把失去的时间夺回来。经多年努力,他撰写了《中国植物志》第46卷槭树科、52卷胡颓子科、56卷山茱萸科、57卷杜鹃花科、《中国四川杜鹃花》、《植物分类系统比较》、《拉丁植物名词及术语》等。他主编《四川植物志》巨著,亲手撰写了第1卷,于1981年出版后,国际植物学会会刊(Taxon)1982年第8期著文称赞,并报道了出版计划,这在中国众多植物志中还是第一次。他还参加编写了《中国大百科全书》生物卷Ⅰ、卷Ⅱ、《中国高等植物图鉴》第二册、《西藏植物志》第3册、《中国树木志》第2卷等5卷册中的部分科属。在整个研究和所有发表的论文和专著中,他十分注意植物名称的使用,很早就注意使用拉丁学名,以便于国际交流,同时又使用中文名称,以便于国内广大实际工作者应用。他常把订正一个合理的中文名称作为自己应当完成的一项严肃工作和任务来对待,如蓝果树,最早根据拉丁文Nyssacea译音为柅萨科,20世纪30年代依照江苏宜兴俗称紫树科,20世纪70年代遂采江南各省的通称为蓝果树。方文培为发展中国植物学所作的贡献是多方面的。除撰写专著外,他为植物学研究创造条件而搜集的国内外文献及标本资料也是十分广泛的。1948~1949年在美讲学期间,利用自己的工资将采自中国的模式标本拍成底片带回国内,计4000余张,交中国科学院植物研究所供全国使用,尔后植物所编纂的《中国植物图片集》中部分照片即取材于此。1926~1936年间对杜鹃花科和槭树科的研究中,几乎查阅和搜集了全部中外文献,特别是把杜鹃花的原始文献打成卡片,计3000余张,存于四川大学植物研究室,以利杜鹃花的研究不离校就能查到全部中外有关资料,这也是方文培教授为研究人员预备的一份难得的宝贵资料。可惜于“文化大革命”中许多原稿已经散失,对于科学事业的发展是一场触目惊心的浩劫。 忠心耿耿,培养植物学人才方文培自幼家境贫寒,在他成长的道路上,经历了许多曲折与磨难,深知获得学习机会之不易,1937年应聘四川大学生物系讲授植物学、植物分类学、林学系树木学等课程,教学任务虽重,他总是写出英文讲稿,课后又常指导学生野外实习,不厌其烦地讲解花、果的结构及特征,和如何采集与制作标本等。在讲授植物分类学课程中,他按恩格勒(A.Engler)的分类系统且以科为重点,先介绍该科常见植物,再扼要讲解其特征及系统地位,然后举出属、种的特征进行比较,最后说明其地理分布、经济价值等。讲课条理清楚、循序渐进,学生易于笔记,每次讲课学生都感到增加了不少新知识。为了提高学生学习分类学的兴趣,一年五月正当杜鹃花盛开季节,他支持学生上峨眉山采集各种着花杜鹃回校,自己鉴定名称并举办花展,其助学效果很好,以致这些学生毕业时有近半数人争选分类学做毕业论文。1975年他已74岁高龄,为了使青年教师迅速成长,他开辟专题讲座,讲授《植物分类学研究方法》,并抽出时间写出系统讲稿,把分类学基本研究方法阐述得极为详细,同时介绍国内研究已取得的成就和现状,以便青年学者继续努力奋起赶超使其顺利成长和成才。为了帮助经济上较困难的学生,他曾用自己的部分工资在校内设立一名奖学金,赞助有志者努力学习。少数学生寒暑假回家缺路费,他也解囊相助。半个世纪以来,方文培教授了几十届植物专业、林学专业本科生,四届研究生,一届外国留学生,听课学生多达5000余人。他们有的现已是国内外著名专家、教授、研究员和植物学界、林学界、教育界、医药界的骨干和学术带头人。他晚年指导的日本留学生狄巢树德,已被美国一家杂志预测为日本将有重大成就的十大杰出青年之一。方文培对青年的培养不限于在校学生,90年代广西林业科学研究所的一位青年工作者,一稿投《植物分类学报》,审后批注:“此文修改后可采用,限15天内寄回”。青年十分高兴,但又不知如何修改,遂投书方文培请教。方文培与这位青年并不相识,收稿后做了详细修改,并附上文献等给予具体帮助与指导,使得该稿按期于学报上发表了。1983年冬,方文培因病住院期间,仍戴着眼镜在病床上为一位青年教师字斟句酌地修改文稿,在他辞世后的手提包中发现该稿《中国西南杜鹃花四新种》已修改完毕,著者已投稿发表于四川大学学报1984年1期上。他对青年的培养倾注了满腔热情,在教育事业上赤胆忠心,孜孜不倦,耗尽毕生精力,可真是“春蚕到死丝方尽”。在他的努力和关心下,四川大学生物系学生的植物分类基础知识十分雄厚,学生素质备受外界青睐,因此每年都有众多学生分配到中国科学院和各高等院校任职。四川大学的植物分类学在国内、外享有盛名,并同美国、英国、日本、荷兰等国几个著名的学术单位,建立了经常性的学术联系,切磋业务。1983年11月30日10时15分,方文培突然与世长辞了。国内外学术界对他的逝世感到极大悲痛。美国杜鹃花基金会杂志(Rhododendron Notes & Records Vol.1,1984)刊登了讣告,并在1985年的国际会议上,举行吊唁仪式,英、日、荷、加等国专家纷纷发来唁电、唁函。中国著名植物学家、中国科学院学部委员秦仁昌教授来函称:“方文培教授这一生对四川大学、对植物分类学、对培养后学方面都作出了卓越贡献,堪称中国为数不多的植物学家”。世界著名植物学家,密苏里植物园主任被德·雷文(Dr.Peter H.Raven)发来唁电说:“顷闻方文培教授逝世,我极为震惊,多么杰出的人才,非凡的贡献,我敢保证国际植物学界将永远不会忘记他”。他留给了我们在野外艰苦跋涉所搜集的大批珍贵标本资料、丰硕的科研成果,以及为国家培养了一代高级建设人才和永不磨灭的精神财富。他的功绩李约瑟博士(Dr.J.Needham)已写入他的《中国科学技术史》中。1991 年世界名人传记中心(剑桥)(The Intenational Biographical Centre,Cambridge)为表彰他在科学研究上的成就,授予他金质奖章,并为他立传。1992年美洲的世界名人传记研究所(American Biographical Institute)授予他杰出贡献勋章,以弘扬他为人类所作出的重大贡献。

谈药用植物学的实践教学改革赵宜红,李寅超(郑州大学药学院,河南郑州450001)摘要:对药用植物学实践教学体系进行了探索,改进传统验证性实验,加强综合性、设计性和研究性实验,重视野外实习,并在实验教学中增加自由开放型实验,旨在提高药用植物学实践教学质量,培养学生的实践能力和创新精神。关键词:药用植物学;实践教学;教学改革中图分类号:G420文献标识码:B文章编号:1008-0805(2007)12-3148-02在药用植物学教学过程中,实验教学和野外实习是药用植物学的重要的实践性教学环节,其教学要求既涵盖实验教学和野外实习的一般原则,又要突出药用植物学的学科特点[1]。本文结合自身教学工作实践和文献报道,就如何提高药用植物学实践教学质量,培养学生的实践能力和创造性,以及在实验教学中如何进行自由开放型实验室初步尝试,谈谈自己的见解。1改进传统实验教学方法,确保教学质量1. 1传统的实验教学传统的药用植物学实验内容多为验证性实验,在实验教学中采取的教学方法一般是带教老师介绍实验目的、实验材料、实验内容和实验方法,然后由学生根据实验材料,按照实验内容、实验方法的描述验证学过的理论知识。虽然通过教师的讲解,学生对实验内容和方法己经有了较详细的了解,并在实验过程中对学生实验操作也有较详尽而规范的要求和不断的督导,但是学生因为缺少实验学习的能动性,在实验过程中大多敷衍了事、照本宣科,不去分析实验的机理,不去探讨实验中的问题,使实验教学的质量在教学活动中大打折扣。1. 2传统实验教学方法改进为了配合药用植物学的教学改革,对药用学实验课程的教学内容和方法要进行一些必要改革。在实验内容方面,可以把实验内容分为四部分,即基本实验技术;基础的验证性实验、综合性实验、探索性实验;在实验教学方法方面:对于不同的实验内容采取不同的教学方法,目的是让学生能积极主动的通过实验课的学习获取知识[2, 3]。1. 2. 1基本实验技术基本实验技术是指一些基本的实验技能,如显微镜的使用方法、临时装片的制作、生物绘图技术、显微化学方法以及实验室常用药品、试剂、染液等的配制,玻璃器皿的洗涤方法等等,这些基础性的实验技术,要求每一位学生都能熟练掌握,并在期末的实验考核中能有所反映。实验教学方法就采用传统的教师先讲授,然后学生进行验证的教学方法。1. 2. 2基础的验证性实验以巩固课堂所学的理论知识为目的,通过药用植物学中的经典实验和观察性实验,使学生掌握基本的实验方法和培养学生的观察能力,如植物细胞的基本形态与结构观察;植物组织的主要类型及结构观察;植物营养器官和生殖器官的结构观察等实验。这些实验按传统的教学方法虽然有利于学生基础知识的巩固,但这种单一的教学模式不能调动学生进行积极的思维,实验课显得枯燥,没有生机和活力。如果我们尝试把“验证性”实验转变为“探索性”的实验,就会有截然不同的教学效果。如在实验教学方法上,采取让学生在课前预习实验,上课时教师通过提问检查学生预习情况并对实验要点和实验注意事项简要提示,留出较多时间让学生自己动手观察,然后通过相互讨论来解决实验中出现的问题,最后由教师做总结。对有些实验的材料,除了教师准备的实验材料外,鼓励学生自己准备实验材料,如细胞、植物营养器官、生殖器官的观察、分类学上的实验都可以通过鼓励学生自己准备实验材料,提高学生学习积极性。同时在实验过程中,穿插徒手切片法、染色法、生物绘图法等基本实验技能的培养。1. 2. 3综合性实验主要针对的是植物分类学的实验,以基本实验技术和基础的验证性实验的技能为基础,变实验室单一观察的方法为实验室与野外观察相结合的方法,把传统分类学实验设计为以比较解剖和野外资源调查为主的综合实验。比如,先通过学习让学生直观的认识不同类群的植物,总结各类植物的特征,然后带学生到野外进行对比和扩展实验,巩固理论知识。如对裸子植物、被子植物常见重要类群的特征和分布特点;校园常见物种的鉴定,检索表的编制;某一地区的药用植物资源的调查;珍惜濒危植物的调查等均可设计为综合实验。通过综合性的实验,使学生既了解植物物种的多样性、植物资源的丰富性,又增强学生保护植被,保护生态环境的决心。1. 2. 4探索性实验通过基本技能实验,基础实验和综合性实验的训练,学生已经具备了一定的植物学基础知识、操作和动手能力,可以根据学生的实际能力和实验室的具体情况确定几个研究方向,让学生自己查资料,自行设计实验方案,经教师检查修改后,利用野外实习和课外假日时间来完成实验的题目。通过探索性实验可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生创造力和科研能力,为学生完成毕业论文和将来的自我发展打下坚实的基础。2重视野外实习,培养学生的观察能力[4~6]2. 1对生态环境的观察任何生物的生存都必须依托于一定的环境,药用植物也不例外。野外实习首先要指导学生认识各种生态环境。指出各类生态环境的特点,尤其指出重点考查的药用植物的主要生态环境。2. 2对单株植物的观察在观察其形态后,要注重从植物的分类学特征上进行观察,观察植物的根、茎、叶、花、果实等器官。对于一些当地特产的药用植物要重点观察药用部分器官的形态特征。对于细部的观察可以在采集后整理标本时进行。2. 3培养学生的采集标本能力2. 3. 1对采集标本的选择药用植物的采集要特别注意其标本的典型性和完整性。所谓典型性是指所采标本要具有明显的分类特征,在同种植物中有较强的代表性。所谓完整性,是指整株标本的根、茎、叶、花、果俱全,尤其要采带花的,因为花是鉴定种类的主要依据。对于地下部分有突出特征的药用植物,如百合科、薯蓣科等,应注意采集这此植物的鳞茎、根茎等,它们也是鉴定物种的重要依据。遇到雌雄异株的植物,应分别采集雌、雄株。草木植物的茎生叶和基生叶不同时要注意采集基生叶,如茵陈、荠菜等。寄生植物采集时要把寄生全部或部分采下,并注明关系。2. 3. 2采集的注意事项采集标本要注重质量,尽量减少野外采集的数量,对于植物的产地、生活环境、性状、花的颜色、采集日期等都要做详细记录,这对标本的鉴定和研究有很大帮助。一份

种植毕业论文

稀土元素作为猪饲料添加剂的应用重庆市畜牧科学院 景绍红 402460摘要:稀土元素由17种元素组成,稀土元素及其化合物具有特殊的物理化学性质。在我国,一些稀土元素中的盐份和镧系元素(如其中的镧和铈等)被作为饲料添加剂应用于畜禽生产已经有四十多年的历史,有大量文献表明添加微量稀土元素混合物的饲料不仅能提高猪、牛、羊、鸡等的体重,而且还能增加奶类和蛋类的产量。近五年,很多西方国家从我国进口稀土元素作为饲料添加剂应用于猪的研究。结果表明:稀土元素可增加猪的日增重和提高饲料转化率,是一种新型、安全并且实惠的新型促生长剂。本文综述了稀土元素主要是镧系元素在国内外农业特别是养猪业的应用研究成果并解释了其潜在机理,为以后相关研究提供参考依据。关键词:稀土元素,镧系元素,猪,体增重,饲料转化率1. 前言50多年来,抗生素作为饲料添加剂有效地预防和控制了畜禽疾病的发生和流行,但同时也带来了诸多不良后果:如肉类的药物残留;粪便给环境造成的污染;过度使用使动物产生对抗生素的依赖性甚至抗药性等。从2005年底开始,抗生素作为饲料添加剂在欧盟已经被全面禁止。目前全球人口不断增加,动物蛋白需求量不断增加,唯一的方法是增加肉类生产。而全面禁止抗生素会严重影响动物断奶后的健康和产量。这样一来,建立动物卫生保健战略和发展新型饲料已迫在眉睫,人们需要新的促生长素替代品作为饲料添加剂,这些添加剂必须有效、安全并且有助于环境保护。比如说益生菌、益生素、酶类、有机酸还有中草药提取物等。目前引起人们注意的是一种新型的稀土元素或稀土元素混合物添加剂,包括钪、钇和镧系中从镧到镥等元素。稀土元素在地壳中并不是非常罕见,但数量有限。特别是镧(La,57号元素)、铈(Ce,58号元素)、还有镨(Pr,59号元素)。镧和铈主要存在于地质浓度类似于重要微量元素钴的地质区,因而不算太稀有。由于世界上80%的稀土元素存在于我国,我国成为了这些元素的主要供应方,它们主要以浓缩品、氧化物、合金的形式出口给其他国家。稀土元素主要应用于冶金、化工、电子工业和农业。其中,大约25%的镧矿石被用来制作碳弧灯;25%被用于镧、铈合金的生产,这些合金可以用在火石打火机、镁合金和某些合金铁生产;25%用于玻璃工业:如钕镨混合物、铈盐和其他的镧系元素在玻璃上色和脱色工艺上有重要用途。最后还有25%的镧产品被应用于其他行业,比如电视器件、催化剂、激光器和饲料添加剂。2.稀土元素在国内农业的应用2.1.在种植业的应用在我国,稀土元素,通常是铈、镧和镨的混合物,在农业种植中作为肥料增强剂已经被应用了40余年,并且卓有成效。促进生长和增产的原因至今不清楚,但据推测可能是由于稀土元素与钙元素的相互作用对细胞质膜的结构和功能产生的影响增强了光合作用和酶的活性。这些效果已被其他国家所证实。在澳大利亚和英国,科学家发现施有稀土元素的土壤可以提高15%的农作物产量 ,而且不会残留于农产品。在水溶性的研究中,Tucher等证明了培养基中的镧系元素对植物中的矿物质产生强烈影响,但由于稀土元素的盐是水溶性的,土壤浓度不会有大幅度增加。2.2.在养殖业的应用国内还进行了许多养殖业研究,诸多结果被报道。这些报道指出,添加少量稀土元素的饲料不仅能增加牛、猪、鸡、鱼和兔的体重,还能增加牛奶和鸡蛋的产量。此外,饲料转化率在以上物种都有提高。稀土元素可加强猪生长性能。何若钢等(1998)发现,饲喂补充了稀土元素日粮的平均体重为7千克(5-9千克)组小猪,体重可增加5%到23%[1];饲料转化率可提高4%到19%。在体重13-17千克组,体重可增加11%到20%,饲料转化率提高5%到9% [2]。陈樵等(1994)研究发现,生长肥育猪(30—50千克),稀土元素添加剂可使体重增加9%--13%,饲料转化率提高6%--8%[3]。王和许(2003)发表的最新文章,提出体重可增加13%,饲料转化率提高7%。总的来说,并不是某些特定的稀土元素添加到饲料中,而是以铈 、镧、镨 为主和其他一些镧系元素中某些成分组成的混合物。早期的研究主要采用添加这些稀土元素的硝酸盐和氯化物,而最近的研究主要采用添加有机盐类象柠檬酸和葡萄糖之类,有时再辅以氨基酸的蛋氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺之类。不同研究采用不同浓度。在国内,猪饲料一般采用100 -600毫克/千克浓度。较大的浓度差异导致研究数据缺乏可比性,从而使对稀土元素的作用机制的理解更困难。3.稀土元素在国外饲养研究应用欧美国家的饲养条件明显不同于国内,他们更注重家畜品种的选育和饲料的优化,家畜对生长促进剂和增强剂易感性较低。1999年,Rambeck 等首先进行了一系列猪的饲养试验。用稀土元素盐饲养72只德意志和皮特兰仔猪,平均体重7千克,分为两组,对照组饲喂纯氯化镧(99.7% LaCl3.6H2O),试验组38.0% LaCl3.6H2O + 52.1% CeCl3.6H2O + 3%C rCl3.6H2O,以75毫克/千克和150毫克/千克添加到全价日粮(能量:13兆焦耳/千克;52.7% 大麦,20% 小麦,18.8% 豆类)饲喂五周。结果表明,饲喂了稀土元素混合物的试验组效果最好。体重增加了5%,饲料转化率提高了7%(P〈0.05〉[4]。在He(2001)等进行的另一个试验中,体重17.5千克的杂交仔猪饲喂 300毫克/千克含稀土元素配方。一个月以后,试验组体重明显增加了19%,饲料转化率提高了11%。继续添加一个月后,体重比对照组高了12%,饲料转化率高3%。在瑞士进行的猪场实验把猪分为两组,一组97头仔猪 (初始重11.2千克),一组176头仔猪(初始重8.3千克)(Schweizer Edelschwein,2003)。分别饲喂16天和30天,与对照组比较,添加了200毫克/千克稀土元素混合物的实验组体重增加3%-10%,饲料转化率提高2%-9%。这是第一次猪场实验证明稀土元素作为添加剂是有效的。由于负离子的存在,稀土元素盐的生物利用率会受到影响,稀土元素中柠檬酸盐的影响也被考虑。Halle等(2003)发现,柠檬酸盐可以显著提高鸡的体重达7%。但Schuller等(2002)发现,在同样条件下,氯化盐既不能提高体重也不能提高饲料转化率,因此柠檬酸盐被广泛应用于仔猪饲养试验。另外因为柠檬酸盐比氯化盐的吸湿度要小,作为饲料添加剂比较容易置放。在一项持续了六周的饲养试验中,50、100和200毫克的柠檬酸盐添加给28只仔猪(每组7只,体重8.6千克)。按照剂量比例计算,体重增加高达22%,饲料转化率达19%。2004年,Kessler研究发现,柠檬酸盐对整个育肥期有显著的促进作用,以250毫克/千克的浓度添加到饲料中,对照组达104千克需102天;而实验组只需93天;日增重分别是782克/天VS.851克/天;饲料转化率分别为2.5 VS 2.4;差异特别显著。稀土元素对家畜的健康和肉产品的质量和安全性没有影响。对胴体和肉的质量检测数据显示,所有被测家畜肉是E或U级(两个最高等级,EUROP等级制)。其他有关肉质参数也没有受到稀土元素的影响,例如,PH1和PH24,肉色和瘦肉率均很正常。从试验猪采取的肌肉、肝脏和肾脏样品中,实验组和对照组的稀土元素含量都很低。尽管实验组镧的含量比对照组高,但所有试验猪的镧沉积速度都很低,接近检测极限。也有研究发现稀土元素添加剂对体重和饲料转化率没有影响。例如,Halle(2003)等做的一项有关猪的肥育试验,在饲料中添加不同稀土元素负离子氧化物,浓度为100毫克/千克,却没有表现出促生长效应,也许是本试验的浓度太低所致。在另一个实验中,稀土元素氯化物(300毫克/千克饲料)几乎对体增重(-4.7% 对比对照组)和饲料转化率(+1.3%对比对照组) 没有作用。4.结论稀土元素对猪生产性能产生显著影响的机理目前尚不十分清楚。据分析,虽然胃肠道对稀土元素的吸收很少,但可影响胃肠道微生物的组成,从而促进日粮中营养成分的消化和利用。高浓度的镧系元素通常可以抑制细菌的生长,低浓度的镧系元素可能促进细菌生长。稀土元素既有微量元素的特征,可划为营养类添加剂;又可以增加胃肠道消化率和稳定有益菌丛,可被视为益生类添加剂。从目前在国内外养猪业的应用效果来看,稀土元素是一种高效、低价、安全的新型饲料添加剂。参考文献1.何若钢,夏中生,《稀土对生长肥育猪生产性能的影响》,广西农业科学1998年(5)-243-2452.李德发,余伟民,《添加稀土对生长猪生长性能及氮平衡的影响》,饲料博览1992年(4)-3-43. 陈樵,高家骅,《稀土的表观消化率及添加稀土对日粮粗蛋白粗脂肪表观消化率的影响》,江苏农业科学1994年(1)-59-614. Rambeck W.A., He, M.L., Chang, J., Arnold, R., Henkelmann, R. & SuB, A Possible role of rare earth elements as growth promoters. In: Vitamine undZusatzstoffe in der Ernahrung von Mensch und Tier. Symposium, 22-23 September 1999, Jena/Thuringen, Germany, pp.311-317 (1999).

大学生的毕业论文种在校园外被吃掉,他还怎么毕业呢? 最近大家都被这名大学生的论文事情给吸引了很多网友的关注,当我看到这个视频的时候,又觉得好笑又觉得心酸,好笑的是他的毕业论文竟然被鸡给吃掉了,那么他的毕业确实是会受到影响,所以说农业大学的学生想要毕业真的是一件非常不容易的事情,因为他们确确实实是需要自己去种植的,最近我们也刷到了非常多的视频,真的是感觉又好笑又心酸。经过相关报道显示他将会被延期毕业一年。

所以通过这件事情我想引起了网友们的高度关注,同时也希望更多的想要读农业大学的学生,一定要在进入农业大学的时候和自己的学长学姐多了解一些关于毕业论文的事情,以及如何种植才会比较安全,因为有些人可能是需要1~2年的种植时间,所以劳动成果是非常不容易的,他们需要记录每个成长阶段的事情来扩充他们的毕业论文内容,所以很多网友在评论区留言说,要想读农业大学是一件非常不容易的事情,一方面要会种植,另一方面也要防止自己的农作物被吃掉有一部分学生也反映自己的农作物被别人给破坏,这也是常见的事情。

同时也希望这件事情能够引起学校领导的高度重视对于毕业的学生一定要及时的提供一些合理的种植场所,并且能够起到安全保护的作用,毕竟学生读4年大学是非常不容易的事情一旦被破坏,那么对于他们的毕业所造成的影响也是非常严重的,对于学校而言提供一些合理的种植场所,我觉得是十分必要的事情,希望通过这件事情所有的农业大学都能够引起高度的重视,因为学生的4年大学是非常关键的,不要因为没有相应的种植场所导致辛辛苦苦栽培的植物被破坏影响毕业。

建立“名、优、特”烟叶产区 提高烟叶品质和可用性 所在院校:云南省广播电视大学烟草分校 所学专业:农业技术推广2002级烟草种植专业 指导教师:徐江明 学生姓名:赵英佑 学号:029370017 论文完成时间:2003年9月6日 关键词 烟叶;产区;品质;可用性 我国种烟历史悠久,长期的市场选择、烟草种性变异和栽培条件的演变,形成了晒烟、晾烟、烤烟等多种类型。广东南雄晒红烟,湖北黄岗晒黄烟,吉林蛟河晒烟,甘肃、新疆莫合烟等久负盛名。建国后又成功地引进了香料烟和白肋烟,尤其是在国家烟草专卖局的扶持下,逐步形成了一批优质烟生产基地。但在几十年的发展过程中,由于片面发展烤烟而忽视了其它类型烟叶,使很多优良的晒晾烟资源丢失或绝迹。在烟叶高农特税及多种附加税的诱导下,各地政府积极发展烟叶生产,致使不适宜区劣质烟叶也挤占了市场,适宜区由于缺乏正确的技术引导,使我国烟叶的“量”和“质”均不断出现大起大伏现象。同时在多种生态条件下共同追求一个技术模式和质量目标的做法,使有突出质量风格的烟叶走型变味,相当比例的烟叶因与市场脱节而成为库存。随着人民生活水平的提高,消费者对烟气安全性的要求也越来越高,面对加入WTO后国外卷烟对我国市场的冲击,必须尽快调整种植布局,优化烟区结构,建立名优烤烟、白肋烟和香料烟生产基地,筛选恢复传统晒晾烟名品,使我国烟叶生产整体质量达到国际水平。 1 世界先进产烟国烟叶生产概况 国外的烟区划分是以环境条件和烟叶质量为依据,通过自然选择形成优质烟区。不同烟区的环境条件造成了烟叶质量风格的差异,将这些烟区分型,卷烟工艺配方人员则可根据不同类型烟区烟叶的质量风格进行配方。美国的烤烟约51%种植在北卡罗莱纳州,弗吉尼亚、北卡罗莱纳、南卡罗莱纳、佐治亚4个州的烤烟约占全美的91%[1]。在美国的分级标准中把这些产烟区分11型、12型、13型、14型[2]。肯塔基州的白肋烟约占全美的53%[1],田纳西州约占13.7%,其它产区只有零星种植。因此,市场选择起到了优化烟区形成的作用。P�6�1M、BAT、大陆等烟草公司在收购季节就到拍卖市场直接购烟叶。不适宜的产烟区因产品没有市场已被逐步淘汰,故美国的烟叶种植纯粹是由市场选择。各大烟草公司除自身具有雄厚的技术力量外,为了购买到优质烟叶,给产地的州立大学提供大量的科研和技术推广经费,以改进生产技术,提高烟叶质量。巴西的烟区主要分布在巴拉那、里奥格兰德和桑塔卡塔里那南部3个省,北部种植面积仅占巴西的5%[3]。这些烟区被十几家烟草公司瓜分,在各公司的辖区里,由公司负责技术指导,提供贷款和物资供应,生产的烟叶由所属公司收购。土耳其的烟农种植烟叶要有许可证,试种3年被政府认可后方可获得种烟资格。 世界优质烟生产国的种植布局大多已固定,科学研究的主要任务是不断改进生产技术以提高烟叶质量,如防治病虫害提高烟叶生产保险系数,提高自动化程度以降低劳动强度,提高吸烟安全性,利用生物技术调节烟叶的化学成分和提高烟草抗病性等。 2 我国烟叶生产中存在的问题 我国烟叶生产经过几十年的发展,年种植面积发展到100万公顷左右,年收购量180万吨左右,加上晒晾烟年收购量可达到200万吨左右,较好地满足了我国卷烟工业和出口的需要。但与发达国家相比较,我国的烟叶生产还存在很多问题需要尽快解决。 2.1 烤烟独占鳌头 卷烟产品需要烤烟、晒晾烟、白肋烟、香料烟等多种类型的原料,尤其是混合型卷烟要求晒晾烟的比率较大。多年来,我国烤烟型卷烟发展很快,为满足烟叶总量的需要,下达烤烟种植计划较多。地方政府为获取较多的财政积累,对种植面积的保证措施也较多。同时因为烤烟调制需时短,受气候影响较小,烟农也乐于种植。这些原因造成烤烟面积和总产不断增加。与此同时,种植历史悠久,种质资源丰富的晒晾烟则逐步萎缩。20世纪70年代末期尚有1600个县种植,其产量约占烟叶总产量的16%,但由于卷烟工业需求量小,使其长期得不到重视,大部分地区没有纳入国家计划,致使面积缩减,产量减少,质量下降,许多优良品种失传。这种状况与当前卷烟工业发展对晒晾烟的要求不相适应。 2.2 不适宜区和次适宜区种植面积过大 烟草喜温、喜光,适宜种植在光热资源充足和微酸性土壤条件下,我国很多省区的自然条件适合烟草种植,但很多不适宜和次适宜区也在种植烟叶。西北部低温冷凉、土壤偏碱,不适宜种植烟草,但仍有不少地方种烟。近年来新疆在发展了一定规模的香料烟后,在伊犁和石河子地区种植了烤烟,烟叶难以正常成熟,少香无味。黄淮烟区覆盖面大,其中土壤pH值超过8的地区很多,有的甚至已盐渍化,但烟叶仍有普遍种植。在不适宜区、次适宜区或在适宜地带的非适宜区中生产的劣质烟叶通过搭配销售等手段,使烟叶进入卷烟配方或变成无效库存,降低了行业的经济效益。 2.3 生产模式单一,不适销烟叶比例较大 多年来,我国烟叶生产主要是以指令性计划方式安排,只有面积、收购量的计划,而没有分类型、分档次的生产计划,因此,形成了目标、质量单一的生产局面。20世纪70年代追求烟叶高产,形成了品种多、乱、杂,种植密度过大,营养不合理等技术问题,全国烟叶整体质量为叶小、片薄、油分差、烟碱含量低,少香无味。进入20世纪80年代烟叶生产以提高单叶重、烟碱含量为目标,但矫枉过正,致使20世纪90年代初期出现烟碱含量过高的问题。截止目前,上等烟缺口仍较大,不适销烟叶的工商库存达50万吨以上,上部叶比例达40%以上。 2.4 土壤贫瘠化,烟叶整体质量低 我国烟叶香气量不足的主要原因之一是农业生态环境的改变,小型农机具代替了耕牛,牲畜粪肥减少了,作物秸杆大多就地焚烧,使宝贵的有机肥资源流失且污染了环境,造成土壤贫瘠化。在目前优质烟生产基础较差的情况下,为了尽可能地提高烟叶香气质量,有必要深入研究烟叶香气与土壤有机质的关系,从中确立能够产生较好香气的土壤有机质阈值,采用新的技术手段弥补土壤缺陷,建立与我国生态环境相适应的烟草施肥技术体系。 2.5 缺乏重点,名区不名 1985年《全国烟草种植区划研究报告》中提出,在滇中、滇东、黔北、闽西建立优质烟生产基地,在湘南、豫中、豫西、鲁中、淮南等地建立烤烟生产基地,在湖北、四川建立白肋烟生产基地等。从工业需要情况看这些产地的商品竞争力较强,但由于缺乏政策倾斜和技术指导,使得烟叶生产也随着全国的生产情况而改变,近年来滇中、滇东烟叶烟碱含量较高,贵州烟叶也因面积和总产大起大伏而使整体质量水平受到影响,黄淮烟区的烟叶销售形势也不乐观,造成了优质产区名烟不名。 3 开发“名、优、特”烟区的思路和技术路线 3.1 调整生产布局,优化烟区结构,划分生产区系 在烟叶种植分布普查的基础上,根据“生物相似论”以生物体反应(如烟叶评吸结果)为主,结合生态因素的综合评估,推测“气候”相似,选择烟区,划分生产区系。根据分区结果和烟叶质量风格进行香吃味品质的分型定位,并制定相应的定向栽培技术,从而实现优质烟叶综合配套生产技术的集成创新。通过“名、优、特”烟叶的研究和开发,重新优化种植布局,让生态条件好的产区名起来,使不适宜区、次适宜区限期逐步压缩,直至淘汰。立项开展全国不同生态区气候、土壤调查分析及烟叶品质测试分析研究;制订全国范围内的烟叶品质区划、品质分型及定向栽培技术方案;提出混合型主料烟、烤烟型主料烟及填充料烟的品质指标、适宜产区和生产技术方案。 3.2 筛选健全类型品类,满足混合型卷烟开发的需要 目前仍有较大种植面积的湘西晒红烟,云南腾冲晒烟,广东南雄、连县、鹤山晒烟,黑龙江亚布力晒烟,吉林蛟河晒烟等,且有较大开发价值,能够满足我国混合型卷烟对晒晾烟的需要。湖北建始、鹤峰,重庆达州、万州、宣汉的白肋烟,云南保山、新疆石河子、湖北十堰的香料烟均已具备了较好品质,要通过进一步研究开发,建立起我国白肋烟、香料烟的优质产区。 3.3 提高烟叶生产整体水平,增强烟草行业的竞争力 通过调整生产布局建立的生产区系要具备良好的烟叶生态条件,在此基础上通过改良土壤环境,建设水利、调制等基础设施,优化物资供应和提高烟农素质等措施,提高烟叶生产的整体水平。工业企业可根据各类型烟叶的产地及质量风格,挑选适宜的烟叶原料,创立名牌卷烟,提高产品质量的稳定性,增强我国卷烟产品的市场竞争能力。 3.4 工农业相结合,边评价边改进 “名、优、特”烟叶的研究与开发工作应坚持与卷烟工业的紧密结合,从光、温、水、土等自然环境角度选择优质烟区的同时,应由卷烟工业提出选择和评价意见,以实现烟区的逐步优化,市场的循序集中。烤烟、晒晾烟、白肋烟、香料烟等类型均应采取一边研究,一边评价和工业验证,一边大规模开发的做法,使其尽快形成名产和规模。 3.5 开展国际合作 在国际市场上,市场选择、优胜劣汰的经济规律使烟叶生产步入了较高水平。在“名、优、特”烟叶的开发过程中,应积极引进国际市场的质量观念,并尽快与之接轨。同时,邀请跨国烟草公司参与开发和烟叶质量的评价、论证,借助于其雄厚的技术力量,提高烟叶生产的整体水平和技术人员的素质,力争把我国不同类型的烟叶尽快推向国际市场。 参考文献 [1]赵献章.中国烟叶分级[M].北京:中国科学技术出版社,1991. [2]刘卫群.巴西烤烟生产技术考察报告[R],2000. [3]王宝华,吴帼英.地方晒晾烟普查鉴定及利用的研究[J].中国烟草学报,1992,(2):45-54.

非常理解该男子的心情,辛苦大半年准备的毕业论文,结果被鸡给吃了,这种心情应该非常绝望,等于这大半年的准备工作和研究结果全部都付诸东流,这对于该男子来说简直就是一场灾难,虽然很同情该男子的遭遇,但是这结局也让人觉得非常搞笑,该男子的毕业论为被鸡吃了,这名同学就把这只鸡给吃了,这个结局是大家都始料未及的,我觉得有写论文的同学们都会非常理解他的心情,简直就是欲哭无泪的感觉。

云南男子辛苦种的毕业论文被同学的鸡吃,这一新闻登上热搜后引起了大家的关注和热议,据了解,事情发生在云南某农学院,他种了一学期的农作物,目的就是完成自己的毕业论文,他每天都会来这里观察农作物的生长过程,培育的过程也非常小心,殊不知最后自己毕业成果居然给鸡吃掉了,这就好比到嘴边的食物掉地上的感觉一样,给人一种欲哭无泪的感觉,简直让人无比崩溃,我们都可以理解该男子这种崩溃的心情。

这样一来该男子必须重新准备论文,这一年以来的辛苦付出全部都白费了,不过也不是全无收获,经过此事之后该男子应该会更清楚如何保护自己的农作物,除了要保障农作物的营养和生长环境之外,同时也要做好一定的保障措施,以免给其他动物给破坏。

说不定通过此事之后该男子的论文可以有更多的想法,我们虽然很同情他的遭遇,但是也无能为力,最终他还是得靠自己完成毕业论文,希望他下一次不会再出现这样的失误,通过此事也可以让我们知道种植粮食的辛苦和不易,我们更应该珍惜粮食,不能铺张浪费。

植物科学系毕业论文

论文怎么写 一、标题 标题是文章的眉目。各类文章的标题,样式繁多,但无论是何种形式,总要以全部或不同的侧面体现作者的写作意图、文章的主旨。毕业论文的标题一般分为总标题、副标题、分标题几种。 (一)总标题 总标题是文章总体内容的体现。常见的写法有: ①揭示课题的实质。这种形式的标题,高度概括全文内容,往往就是文章的中心论点。它具有高度的明确性,便于读者把握全文内容的核心。诸如此类的标题很多,也很普遍。如《关于经济体制的模式问题》、《经济中心论》、《县级行政机构改革之我见》等。 ②提问式。这类标题用设问句的方式,隐去要回答的内容,实际上作者的观点是十分明确的,只不过语意婉转,需要读者加以思考罢了。这种形式的标题因其观点含蓄,容易激起读者的注意。如《家庭联产承包制就是单干吗?》、《商品经济等同于资本主义经济吗?》等。 ②交代内容范围。这种形式的标题,从其本身的角度看,看不出作者所指的观点,只是对文章内容的范围做出限定。拟定这种标题,一方面是文章的主要论点难以用一句简短的话加以归纳;另一方面,交代文章内容的范围,可引起同仁读者的注意,以求引起共鸣。这种形式的标题也较普遍。如《试论我国农村的双层经营体制》、《正确处理中央和地方、条条与块块的关系》、《战后西方贸易自由化剖析》等。 ④用判断句式。这种形式的标题给予全文内容的限定,可伸可缩,具有很大的灵活性。文章研究对象是具体的,面较小,但引申的思想又须有很强的概括性,面较宽。这种从小处着眼,大处着手的标题,有利于科学思维和科学研究的拓展。如《从乡镇企业的兴起看中国农村的希望之光》、《科技进步与农业经济》、《从“劳动创造了美”看美的本质》等。 ⑤用形象化的语句。如《激励人心的管理体制》、《科技史上的曙光》、《普照之光的理论》等。 标题的样式还有多种,作者可以在实践中大胆创新。 (二)副标题和分标题 为了点明论文的研究对象、研究内容、研究目的,对总标题加以补充、解说,有的论文还可以加副标题。特别是一些商榷性的论文,一般都有一个副标题,如在总标题下方,添上“与××商榷”之类的副标题。 另外,为了强调论文所研究的某个侧重面,也可以加副标题。如《如何看待现阶段劳动报酬的差别——也谈按劳分配中的资产阶级权利》、《开发蛋白质资源,提高蛋白质利用效率——探讨解决吃饭问题的一种发展战略》等。 设置分标题的主要目的是为了清晰地显示文章的层次。有的用文字,一般都把本层次的中心内容昭然其上;也有的用数码,仅标明“一、二、三”等的顺序,起承上启下的作用。需要注意的是:无论采用哪种形式,都要紧扣所属层次的内容,以及上文与下文的联系紧密性。 对于标题的要求,概括起来有三点:一要明确。要能够揭示论题范围或论点,使人看了标题便知晓文章的大体轮廓、所论述的主要内容以及作者的写作意图,而不能似是而非,藏头露尾,与读者捉迷藏。二要简炼。.论文的标题不宜过长,过长了容易使人产生烦琐和累赘的感觉,得不到鲜明的印象,从而影响对文章的总体评价。标题也不能过于抽象、空洞,标题中不能采用非常用的或生造的词汇,以免使读者一见标题就如堕烟海,百思不得其解,待看完全文后才知标题的哗众取宠之意。三要新颖。标题和文章的内容、形式一样,应有自己的独特之处。做到既不标新立异,又不落案臼,使之引人入胜,赏心悦目,从而激起读者的阅读兴趣。 二、目录 一般说来,篇幅较长的毕业论文,都没有分标题。设置分标题的论文,因其内容的层次较多,整个理论体系较庞大、复杂,故通常设目录。 设置目录的目的主要是: 1.使读者能够在阅读该论文之前对全文的内容、结构有一个大致的了解,以便读者决定是读还是不读,是精读还是略读等。 2.为读者选读论文中的某个分论点时提供方便。长篇论文,除中心论点外,还有许多分论点。当读者需要进一步了解某个分论点时,就可以依靠目录而节省时间。 目录一般放置在论文正文的前面,因而是论文的导读图。要使目录真正起到导读图的作用,必须注意: 1.准确。目录必须与全文的纲目相一致。也就是说,本文的标题、分标题与目录存在着一一对应的关系。 2.清楚无误。目录应逐一标注该行目录在正文中的页码。标注页码必须清楚无误。 3.完整。目录既然是论文的导读图,因而必然要求具有完整性。也就是要求文章的各项内容,都应在目录中反映出来,不得遗漏。 目录有两种基本类型: 1.用文字表示的目录。 2.用数码表示的目录。这种目录较少见。但长篇大论,便于读者阅读,也有采用这种方式的。 三、内容提要 内容提要是全文内容的缩影。在这里,作者以极经济的笔墨,勾画出全文的整体面目;提出主要论点、揭示论文的研究成果、简要叙述全文的框架结构。 内容提要是正文的附属部分,一般放置在论文的篇首。 写作内容提要的目的在于: 1.为了使指导老师在未审阅论文全文时,先对文章的主要内容有个大体上的了解,知道研究所取得的主要成果,研究的主要逻辑顺序。 2.为了使其他读者通过阅读内容提要,就能大略了解作者所研究的问题,如果产生共鸣,则再进一步阅读全文。在这里,内容提要成了把论文推荐给众多读者的“广告”。 因此,内容提要应把论文的主要观点提示出来,便于读者一看就能了解论文内容的要点。论文提要要求写得简明而又全面,不要罗哩罗嗦抓不住要点或者只是干巴巴的几条筋,缺乏说明观点的材料。 内容提要可分为报道性提要和指示性提要。 报道性提要,主要介绍研究的主要方法与成果以及成果分析等,对文章内容的提示较全面。 指示性提要,只简要地叙述研究的成果(数据、看法、意见、结论等),对研究手段、方法、过程等均不涉及。毕业论文一般使用指示性提要。举例如下: ●市场经济条件下的政府,固然应服从上级规划部署的全局,但主要的着眼点应放在对下负责,对本地的经济发展,对本地的人民生活水平提高负责,这才是发展全局经济的前提,从而也自然在根本上符合对上负责。 ●变部门“齐抓共管”企业为共同服务于企业,应成为部门工作的主要重点。(摘自《政府在市场经济中 如何定位》一文的内容提要) 内容提要的写作要求可以概括为“全、精、简、实、活”。具体说来: 1.内容提要要求具有完整性。即不能把论文中所阐述的主要内容(或观点)遗漏。提要应写成一篇完整的短文,可以独立使用。 2.重点要突出。内容提要须突出论文的研究成果(或中心论点)和结论性意义的内容,其他各项可写得简明扼要。 3.文字要简炼。内容提要的写作必须字斟句酌,用精练、概括的语言表述,每项内容不宜展开论证说明。 4.陈述要客观。内容提要一般只写课题研究的客观情况,对工作过程、工作方法以及研究成果等,不宜作主观评价,也不宜与别人的研究作对比说明。一项研究成果的价值,自有公论,大可不必自我宣扬。因而,实事求是也是写作内容提要的基本原则。 5.语言要生动。提要既要写得简明扼要,又要生动活泼,引人入胜,在词语润色、表达方法和章法结构上要尽可能体现文彩,以求唤起读者阅读正文的欲望。 四、正文 正文包括绪论、本论、结论三部分。这是毕业论文最重要的组成部分,其它章节有专门详细论述,这里不再重复。 五、参考文献 参考文献又叫参考书目,它是指作者在撰写毕业论文过程中所查阅参考过的著作和报刊杂志,它应列在毕业论文的末尾。列出参考文献有三个好处:一是当作者本人发现引文有差错时,便于查找校正。二是可以使毕业论文答辩委员会的教师了解学生阅读资料的广度,作为审查毕业论文的一种参考依据。三是便于研究同类问题的读者查阅相关的观点和材料。 当然,论文所列的参考文献必须是主要的,与本论文密切相关的,对自己写成毕业论文起过重要参考作用的专著、论文及其它资料。不要轻重不分,开列过多。 列出的参考文献一般要写清书名或篇名、作者、出版者和出版年份。

植物保护专业本科毕业论文(设计)开题报告

紧张又充实的大学生活即将结束,大学生们马上就要开始最难熬的毕业设计阶段,而我们做毕业设计之前要先写好开题报告,快来参考开题报告是怎么写的吧!以下是我整理的植物保护专业本科毕业论文(设计)开题报告,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

毕业论文题目:

菌寄生真菌纤细齿梗孢蛋白酶基因的克隆与表达

姓名: xx 学号: xxxx

年级: xxx 专业: 植物保护

指导教师:姓名 xxx 职称 教授

学科 植物病理

山东农业大学教务处

20XX年x月x日

一、选题依据(拟开展研究项目的研究目的、意义)

菌寄生(Mycoparasitism)是发生在菌寄生真菌与寄主真菌之间的一种寄生方式,是自然界普遍存在的一种真菌与真菌之间的相互作用。一直以来,生物间相互作用及信号传导的分子机制,是当今生命科学研究的热门。利用菌寄生真菌与寄主真菌作为研究的模式系统来揭示生物相互之间的相互作用机制有重要理论和实践意义。李多川(Li,1996)先生发现纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)和串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme)的菌寄生关系以来,我们实验室试图通过研究纤细齿梗孢和串珠镰刀菌,来建立菌寄生真菌与寄主真菌相互作用机制研究的模式系统,从而揭示菌寄生真菌与寄主真菌之间相互作用的分子机制。纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)是串珠镰刀菌的一种重寄生真菌,该菌是一种接触性活体重寄生菌,离体试验发现其分生孢子只有在串珠镰刀菌细胞壁提取物刺激下才能萌发。这说明两者之间的重寄生关系是建立在二者识别与互作的分子机制上的(Li,2004)。在纤细齿梗孢和串珠镰刀菌相互作用过程中,几丁质酶、蛋白酶等细胞壁裂解酶可能起到重要作用。其中,蛋白酶在木霉属菌寄生真菌中的功能已经得到初步证明,而纤细齿梗孢的蛋白酶的研究还未见报道。因此,克隆纤细齿梗孢蛋白酶编码基因对于从分子水平上研究重寄生真菌和寄主识别和互作机制有着重要的意义。

二、文献综述内容(在充分收集研究主题相关资料的基础上,分析国内外研究现状,提出问题,找到研究主题的切入点,附主要参考文献)

纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)是李多川教授分离得到的一种活体营养接触型菌寄生真菌[1~3],其寄主包括Fusarium moniliformeAlternaria alternata等。近年来,我们实验室一直在努力以其为基础研究菌寄生真菌与寄主真菌之间的相互作用的分子机制。经过多年的研究,人们渐渐认识到真菌细胞壁蛋白在细胞与外界的相互作用过程中扮演着重要的角色。细胞壁蛋白研究已经成为生物间相互识别机制研究的热点。鉴于以上原因,我们实验室成功分离纯化了纤细齿梗孢的寄主之一Alternaria alternata菌丝细胞壁上的一种特异性糖蛋白——凝集素,并初步证明其在A.alternaria和O.tenellum孢子吸附过程中起到识别因子的作用[4]。近年来,菌寄生真菌细胞壁裂解蛋白酶在菌寄生过程中的作用被人们逐渐重视起来。克隆和表达菌寄生真菌的蛋白酶编码基因变得很有意义。本研究试图以菌寄生真菌纤细齿梗孢(Olpitrichumtenellum)作为研究材料克隆了其蛋白酶基因。根据氨基酸的保守序列设计兼并引物,然后采用RT-PCR和RACE是一个较为快速、简单和高效的方法。本实验根据同源保守序列设计兼并引物,通过RT-PCR及RACE-PCR的方法,克隆了O.tenellum蛋白酶的编码基因的全长cDNA序列,并对该基因进行了序列分析,为后续试验打下了基础。

由于Olpitrichum tenellum在离开寄主的人工培养基中很难生长,纯化其蛋白酶变得非常困难。因此,我们需要使用外源蛋白表达系统得到蛋白,进一步研究其性质,从而搞清楚其在重寄生过程中的作用。在过去的几十年间,随着DNA重组技术的不断发展,通过构建遗传工程菌株,人们可以较容易地使各种各样的天然酶的基因在微生物系统中高效表达,从而在很大程度上摆脱对天然酶源的依赖。

基因工程的表达系统有原核表达系统和真核表达系统两大类。在原核表达系统中,大肠杆菌表达系统是目前了解最深入,实际应用最为广泛的表达系统。与其他表达系统相比,大肠杆菌表达系统具有遗传背景清楚、目标基因表达水平高、培养周期短、抗污染能力强等特点。在基因表达技术中占有重要的地位,是分子生物学研究和生物技术产业化发展进程中的重要工具[5]。

Pichia pastoris基因表达系统经过十几年发展,已基本成为较完善的外源基因表达系统,具有易于高密度发酵,表达基因在宿主基因组中稳定整合,能使产物有效分泌并适当糖基化,培养方便经济等特点。利用强效可调控启动子AOX1,已高效表达了HBsAg、TNF、EGF、破伤风毒素C片段、基因工程抗体等多种外源基因[6],证实该系统是高效、实用、简便,能提高表达量并保持产物生物学活性的外源基因表达系统。P.pastoris表达系统在生物工程领域将发挥越来越重要的作用,促进更多外源基因在该系统的高效表达,提供更为广泛的基因工程产品[7]。

我们已经分离到O.tenellum蛋白酶的编码基因,本研究中将该基因的去掉信号肽序列的正确阅读框融合于原核表达载体pET-22b(+)和毕赤酵母表达载体pPIC9K上,分别转化E.coli BL21及Pichia pastoris GSxx5,以期在这些菌株中有效表达该基因的编码产物,从而为以后功能研究打下基础。

1 李多川.1998.菌寄生真菌分子生物学研究进展.吉林农业大学学报,20:37~65.

2 21.李多川.1998.菌寄生真菌分子生物学研究进展.微生物学通报,25:345~347.

3 .李多川,沈崇尧.1997.菌寄生菌物与寄主菌物相互作用的研究进展.西北农业学报,6:94~98.

4 张成省,李多川,孔凡玉.2005.Alternaria alternata菌丝细胞壁凝集素的纯化与特性研究.植物病理学报,35(2):141~147.

5 .xx.何诚,朱运松.1998.甲醇营养型酵母表达系统的研究进展.生物工程进展,18:7~xx.

6 彭毅,杨希才,康良仪.2000.影响甲醇酵母外源蛋白表达的因素.生物技术通报,4:33~36.

7 韩雪清,刘湘涛,尹双.2003.毕赤酵母表达系统.微生物学杂志,3:35~40.

三、研究方案(主要研究内容、目标,研究方法、进度):

1、研究内容:

本课题选择纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)做为研究对象,通过RT-PCR及RACE技术分离克隆了其丝氨酸蛋白酶基因,并进行原核及真核表达,并对其的性质进行了研究,为进一步的研究工作打下基础。

2、研究的目标:

克隆了纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)的丝氨酸蛋白酶基因,进行原核及真核表达,并对其的性质进行了研究。

3、研究方法:

将纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)接种到LB培养基上,培养14个小时后,收集菌丝,然后采用总Trizol法提取RNA。再从GenBank数据库中搜索到大量的蛋白酶氨基酸序列,并根据同源性进行分类,分别设计兼并引物。再通过RT-PCR、3’-RACE、5’-RACE获得全长cDNA、DNA克隆,并将其连接到载体上,然后采用电击法将将重组质粒转入到全长cDNA、DNA克隆中,通过透析纯化蛋白酶,最后研究其特性。

四、研究进度:

20xx年5月23日~20xx年5月29日 整理收集资料,并跟着研究生学习基本实验技术。

20xx年5月30日~20xx年6月18日 提取RNA,设计引物、全长cDNA、DNA克隆 。

20xx年6月19日~20xx年7月15日 转化大肠杆菌、毕赤酵母表达,获得纯纯产物,并研究其特性。

20xx年3月~20xx年6月 对实验结果不理想的实验重做,整理实验数据,完成毕业论文,并准备毕业答辩。

五、技术路线:

收集菌丝

总RNA提取

同源序列 设计引物

特性研究

RT-PCR、

3’-RACE、5’-RACE

纯化表达产物

全长cDNA、DNA克隆 转化大肠杆菌、毕赤酵母

四、进程计划(各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度)

20xx年5月23日~20xx年5月29日 整理收集资料,并跟着研究生学习基本实验技术。完成实验的1%。

20xx年5月30日~20xx年6月18日 提取RNA,设计引物、全长cDNA、DNA克隆。完成实验的50%。

20xx年6月19日~20xx年7月15日 转化大肠杆菌、毕赤酵母表达,获得纯纯产物,并研究其特性。完成实验的95%。

20xx年3月~20xx年6月 对实验结果不理想的实验重做,整理实验数据,完成毕业论文,并准备毕业答辩。完成100%。

五、导师对文献综述的评语

签字:

20xx年xx月xx日

六、专业意见

专业主任签字:

20xx 年 月 日

七、学院意见

学院(章): 负责人签字:

20xx年xx月xx日

摘要:

针对目前浙江农林大学植物保护研究法实验教学方法、内容及手段等方面存在的一系列问题,提出了相关改革对策:优化实验课程内容,整合实验模块,学生自行设计实验方案等教学方法和手段的改革,以及课程考核方式和时间安排的调整,旨在培养学生的科研兴趣及创新能力。

关键词:

植物保护论文

目前,国内外很多农业院校的植物保护专业均开设了昆虫研究法和植病研究法课程。为优化本科培养方案,浙江农林大学通过调整教学大纲,将植病研究法、昆虫研究法和农药研究法合并成一门植物保护研究法课程。植物保护研究法是植物保护专业重要的专业限选课程之一,是植物保护研究的重要组成部分,也是培养和提高学生专业实验技能和学习兴趣的重要课程,是一门专业性、实践性很强的实验学科。通过这门课程的教学,能使学生掌握植物保护研究的基本方法及基本原理,培养植物保护研究常规操作能力,以及查阅资料、设计实验方案和实际操作能力,提高学生的逻辑思维、整理资料、总结归纳和论文撰写的能力。笔者分析了浙江农林大学植物保护研究法实验教学中存在的问题,提出教学改革内容,并总结了改革成效。

1.实验教学存在的问题

1.1传统实验教学的弊端传统实验教学的主要特征是“灌输式”“填鸭式”,学生在2个小时的实验过程中就是简单地按照实验指导书和实验大纲中的实验方法和步骤依葫芦画瓢,实验完成后,又按照统一的模式填写实验报告。在整个实验过程中,学生无需独立思考和分析,更谈不上发挥创新能力了。因此,很难让学生对实验产生兴趣,培养学生的创造性思维就更无从谈起了。虽然这种传统实验模式简明、清晰,有利于学生对相关结论的认可、理解和记忆,也有利于教师对整个教学过程的控制,教师和学生很轻松愉快地就能完成实验教学任务。学生走上工作岗位后,传统实验教学的弊端立即显现。学生缺乏设计实验的能力,在实验过程中缺乏发现问题、分析问题和解决问题的能力,实验后缺乏正确分析实验结果的能力。因此,传统的实验教学模式急需改革。

1.2实验教学内容系统性不强植物保护研究法是植物保护专业本科学生的一门专业课程,其涉及的内容有昆虫研究法、植病研究法和农药研究法。在以往的实验课程中,只是简单地把这3门课的实验合在一起上,并没有把内容紧密联系在一起,如昆虫实验时,指导教师一般是教授昆虫学科的教师;而在进行植病实验时,则由讲授植病学科的教师指导。这样的实验模式难以使植物病虫害系统联系起来,学生学习专业知识不够系统和深入,容易造成理解上的片面性和孤立性,不利于掌握该专业的系统知识和技能。

1.3实验考核不科学以往实验课程成绩评定的主要依据是实验报告,而每次实验课结束后,学生递交的实验报告只是把实验大纲(包括实验口的、原理、仪器与试剂、内容及方法)原文不动地抄一遍,实验结果更是千篇一律,这样实验就变成了预演过程,学生在实验中缺乏思考,不利于培养发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,背离了实验课教学的初衷。同时,还会导致每位学生的实验成绩差异微乎其微,不具有良好的区分度。

2.教学改革内容

2.1重视教学环节在以往的实验课程中,实验教学所需要的实验用具和材料大多数都是实验教辅人员提前准备,导致他们的工作量非常大。让学生参与实验材料的准备和管理,一方面提高了教辅人员的工作效率;另一方面可以让学生对实验过程有全面了解,获得整个科研实践过程的训练,从而养成好的实验习惯,在未来的科研工作中做到计划周密、有条不紊地安排和实施实验计划。同时,在实验教学过程中,必须教育学生认真操作、仔细观察、实事求是地记录实验结果,并对实验进行科学分析。一日_发现弄虚作假的学生,一定要严厉批评,同时帮助他们分析失败的原因,找出解决的方法,有条件的情况下,让其重新做实验,让学生充分意识到科学研究允许失败,但是不能有半l从虚假。2.2提高学生的实践能力实践教学是培养和训练学生实践操作能力,独立分析问题、解决问题能力的重要手段,尤其对于学生创新能力的培养,具有其独特的地位和作用。该项口分别以某种农作物病虫害为主轴展开一系列的实践性实验教学,要求学生自主设计实验和执行各项实验内容,指导教师负责答疑和提供技术帮助。学生通过自己分组、调查、取样、鉴定、查阅资料、讨论制订实验方案和动手实验等一系列步骤,不仅可以很好地将课堂上所学的理论知识与实践相结合,而且还有助于提高自学能力、实践能力和团队协作能力,进一步培养科学思维和创新能力。2.3优化实验教学内容结构将整个实验课程设置成一个综合性的大实验:分别以某个农作物上的病虫害发生规律及防治措施贯穿整个课程。将口前昆虫研究法的昆虫标本的采集与制作、昆虫人工饲养技术、昆虫生态学研究方法、昆虫生理生化研究方法、昆虫分子生物学研究方法和害虫综合治理研究方法5个实验和植病研究法的植物病害调查、植物病原菌分离与鉴定技术、植物病原菌分子生物学鉴定技术、植物病原真菌遗传转化技术和植物病害综合治理技术5个实验合并成1个综合性大实验,将植物病虫害研究以故事的形式紧密地整合在一起,让学生将课堂知识与田间实际应用有机地联系在一起,加深对理论知识的理解,提高学习兴趣。整个实验就是以具体的作物病虫害发生为时间轴,具有很强的连贯性和系统性,学生只有认真完成每一个实验,才能很好地保证后续实验的顺利进行,有助于增强学生的责任感和团队合作精神,同时也改变了学生实验报告千篇一律的`现象。2.4改革成绩评定方式实验课成绩一方面是对学生实验完成好坏的肯定,另一方面也对学生起到了一定的督促作用。为了做到对学生的全面评价,实验成绩除实验报告和考勤成绩外,应将实验过程中学生的学习主动性、动手操作能力、实验结果记录规范性量化纳入成绩考核。在实验过程中,教师应主动观察并记录每个学生的实际动手、操作能力,量化后按一定比例记入总成绩,对那些既有独立操作能力,又有创新意识的学生,适当给予创新学分。实验过程中,学生是否遵守实验室规则、是否具有团队合作精神,实验结束后,学生是否打扫卫生、是否清洗实验器材等,这些看似小问题,但也体现着一个人的品质和素养,做得好的学生也可以适当加分。

3.改革成效

3.1提高学生的专业技能及其对专业知识重要性的认识学生能在同一时间完成植病研究法、昆虫研究法和农药研究法3门实验课程,体现了实验课程很强的连贯性和系统性。学生在实践过程中将这3门课程的相关内容紧密、有机地联系起来,对植物病虫害防治有了更深入的认识,同时也提高了学生的专业技能及其对专业知识重要性的认识。在实验的过程中,强调把学生的动手能力放在首位,让学生更多地参与到实验中,切身体会到所学专业的意义。

3.2培养学生发现、提出、分析和解决问题的能力植物保护研究法实验教学模式具有系统化和整体化特点,同时涉及昆虫研究法、植病研究法、农药研究法等相关学科课程。在实验过程中,学生在对病虫害的认知及其防治等问题的处理上始终处于主体地位,在独立思考、查找资料、咨询专业教师、综合分析之后,拟定出具体的处理方案,能够融会贯通地掌握植物保护学科的理论知识和基本实践技能。

3.3提高指导教师的业务水平新的实验教学模式综合运用了3门相关课程的理论知识,加强了课程的综合实践环节,因此指导教师自身的知识面、操作技术、实践应用和协调能力都需要提升。所以,这种实验教学模式促使教师在教学过程中同学生一起不断学习,丰富专业理论知识,完善专业实践体系,提高发现、提出、分析和解决问题的能力,了解和掌握学科及相关学科的发展动态、研究的新进展、出现的新技术,从而提高了指导教师的业务水平。

4.结语

植物保护研究法在植物保护专业2013级和2014级本科生实验课程教学中进行了实践,通过问卷调查,95%的学生认为在实验过程中有较多的动手机会,激发了自己对实验的兴趣,提高了自己分析和解决问题的能力。因此,认为该教学方法可以发挥学生的主观能动性、拓展学生的科研思路、激发学生的创新创造力和提高学生的独立应用实践能力,具有良好的教学效果。

植物组织培养及其应用研究概况在世界各国科学家的不断努力下,近几十年来,植物组织培养技术迅速发展。利用组织培养,不仅可以大量生产优良无性系,获得人类需要的多种代谢物质,还可获得单倍体、三倍体、多倍体及非整倍体。通过细胞融合可以打破种属间的界限,克服远缘杂交不亲合性,在植物新品种的培育和种性的改良中发挥了巨大作用。组织培养的植物细胞是在细胞水平上分析研究的理想材料,从植物快繁、花药培养发展到细胞器培养、原生质融合以及DNA重组技术等,植物组织培养技术广泛应用于植物科学的各个领域及农业、林业、工业、医药等多种行业,已经成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。1 植物组织培养的基本概念、原理和试验步骤1.1概念植物组织培养是在无菌条件下,将离体的植物器官(根尖、茎尖等)、组织(形成层、花药组织等)、细胞(体细胞、生殖细胞等)、胚胎(成熟或未成熟的胚)、原生质体等在人工配制的培养基上培养,给予适宜的培养条件,诱发其产生愈伤组织或潜伏芽或长成完整的植株的技术。1.2原理 植物组织培养的依据是植物细胞的“全能性”及植物的“再生作用”。1902年,德国著名植物学家 G.Haberlandt根据细胞学理论提出了一个观点,“高等植物的器官和组织可以不断分割,直至单个细胞,即植物体细胞,体细胞在适当的条件下具有不断分裂、繁殖并发育成完整植株的潜力”。1943年,美国人White在烟草愈伤组织中偶然发现形成一个芽,证实了G.Haberlandt的论点。 不同植物所需要的生长条件不同,所用的培养基也有所不同。较常用的基础培养基有MT、MS、 SH、N6、White等。在组织培养中,愈伤组织和胚状体能否形成是培育出新植株的关键。通过在基础培养基里添加一定浓度的外源激素,可以诱导出愈伤组织、胚状体、不定芽、根等器官,最终获得再生植株或次生物质。 用于植物组织培养的材料称为外植体,其主要形式有器官、胚胎、单细胞、原生质体等。根据外植体的不同,所需要的培养基种类、培养条件、外源激素的种类及比例等均不同。植物组织培养中,影响培养力的因素是多方面的,诱导愈伤组织成败的关键在于培养条件,植物激素是诱导愈伤组织和绿苗分化的关键因素。最常用的诱导愈伤组织的生长素是IAA、NAA和2,4一D,所需浓度为O.01~10 mg/L。最常用的细胞分裂素是KT和ABA,使用浓度为O.1~10 mg/L。KT的主要作用是促进细胞分裂和愈伤组织分化。ABA对植物体细胞胚的发生与发育具有重要作用。各类植物激素的生理作用虽有相对专一性,但是植物的各种生理效应是不同种类激素之间相互作用的综合表现。1.3试验步骤1.3.1选择和配制培养基 培养基是植物组织培养中的“血液”,血液的成分及其供应状况直接关系到培养物的生长与分化,因此了解培养基的成分、特点及其配制至关重要。1.3.2灭茵灭菌是组织培养中的重要工作之一,通常采用物理的或化学的灭菌方法。培养基用常压或高压蒸煮等湿热灭菌、器械采用灼烧灭菌、玻璃器皿及耐热用具采用干热灭菌、不耐热的物质采用过滤灭菌、植物材料表面用消毒剂灭菌、物体表面用药剂喷雾灭菌、接种室等空间采用紫外线或熏蒸灭菌。1.3.3接种将已消毒好的根、茎、叶等离体器官,经切割或剪裁成小段或小块放入培养基,整个接种过程要在无菌条件下进行。 l.3.4培养把培养材料放在有一定光照和温度等条件的培养室里,使之生长、分裂和分化,形成愈伤组织或进一步分化成再生植株。1.3.5试管苗驯化移栽 试管苗是在特殊环境条件下生长的幼苗,与自然生长的幼苗有很大差异,只有通过驯化,使之适应自然环境后才能移栽。2 植物组织培养的应用2.1植物快速繁殖和无病毒种苗生产植物快速繁殖技术始于20世纪60年代,法国的Morel用茎尖培养的方法大量繁殖兰花获得成功,从此揭开了植物快速繁殖技术研究和应用的序幕。目前,通过离体培养获得小植株并且具有快速繁殖潜力的植物已有100多科1 000种以上,有的已经发展成为工业化生产的商品。世界上80%~85%的兰花是通过组织培养进行脱毒和快速繁殖的。培养的植物种类也由观赏植物逐渐发展到园艺植物、大田作物、经济植物和药用植物等。在我国,同类的研究始于20世纪70年代。马铃薯无毒种薯和甘蔗种苗已在生产上大面积种植,30余种植物已进行规模化生产或中间试验。利用组织培养进行植物快速繁殖及无病毒种苗生产,不仅能够挽救珍惜濒危物种,而且能够解决植物野生资源缺乏的问题。2.2植物花药培养和单倍体育种 将植物花药培养成单倍体植株,再经过染色体加倍,能很快得到纯合的二倍体,这样将大大缩短育种年限。到目前为止,世界上通过花粉和花药培养已获得了几百种植物的单倍体植株。印度科学家应用这种方法培育的水稻品系,比对照产量提高15%~49%。韩国先后育成了5个优质、抗病、抗倒伏的水稻品种。我国自20世纪70年代开始该领域的研究,已经培育了40余种由花粉或花药发育成的单倍体植株,其中有10余种为我国首创。玉米获得了100多个纯合的自交系;橡胶获得了二倍体和三倍体植株。仅“九五”期间就育成高产、优质、抗逆、抗病的农作物新品种44个,种植面积超过660万 hm2。2.3植物胚胎培养杂交育种中,杂种胚常常败育,因此将早期生长的胚取出,应用组织培养方法,就有可能培育出杂交植物。已经有100篇以上幼胚培养成为植株的报道。国内外科学家应用植物胚胎培养技术获得了多种远缘杂交的重组体、栽培种和杂交品种。2.4植物愈伤组织或细胞悬浮培养利用植物愈伤组织或细胞悬浮培养可以生产用于预防和治疗疾病的植物次生代谢产物。近年来,这一领域的发展极为迅速,已经研究了400多种植物,从培养细胞中分离到600多种次级代谢产物,其中60多种在含量上超过或等于原植物,20种以上干重超过原植物的1 9,6。例如,从薯芋愈伤组织和悬浮细胞生产的diosgenin用于合成甾体药物。最近抗癌药物紫杉醇一红豆杉细胞培养物,可用75t发酵罐培养,已达到商业化生产水平。另外,达到商品化水平的还有紫草、人参、黄连、老鹳草等;长春花、毛地黄、烟草等已实现工业化生产;牙签草、红花等20多种植物正在向商品化过渡。2.5细胞融合与原生质体培养自1960年英国学者Cocking首次利用纤维素酶从番茄幼苗的根分离原生质体获得成功以来,到1990年已有100种以上植物的原生质体能再生植株。我国获得了30余个品种的原生质体再生植株,其中包括难度较大的重要粮食作物和经济作物,如大豆、水稻、玉米、小麦、谷子、高梁、棉花等。在木本植物、药用植物、蔬菜和真菌原生质体培养方面的进展也十分迅速。国外已先后获得了种内及种间的体细胞杂种植株。植物原生质体培养还可应用于外源基因转移、无性系变异及突变体筛选等研究,因而越来越受到人们的重视。2.6植物细胞突变体筛选植物细胞突变体的筛选最早始于1959年,G. Melchers在金鱼草悬浮细胞培养中获得了温度突变体。1970年,P.S.Carlson,H.Binding和Y.M. Heimer等分别分离出烟草营养缺陷型细胞、矮牵牛抗链霉素细胞系及烟草抗苏氨酸细胞系。迄今为止,已经在不少于15个科45个种的植物细胞培养中筛选出100个以上的植物细胞突变体或变异体。其中包括抗病细胞突变体,如玉米抗小斑病突变体和小麦抗赤霉病、根腐病突变体;抗氨基酸及其类似物细胞突变体,如甘蓝型油菜抗HYP突变体[263;抗逆境胁迫细胞突变体,如水稻耐盐突变体和小麦抗盐突变体;抗除草剂细胞突变体及营养缺陷型细胞突变体,如玉米抗除草剂变异体;株高突变体的筛选,如水稻矮秆变异体。2.7植物体细胞胚胎和人工种子1958年,Reinert在胡萝卜的组织培养中最先发现了体细胞胚胎(胚状体)。据不完全统计,能大量产生胚状体的植物有43科92属100多种。一些重要作物如水稻、小麦、玉米、珍珠谷等,也能通过离体培养产生胚状体。这些胚状体用褐藻酸钠等包埋,再加上人工种皮,就形成了人工种子。人工种子的优点是:繁殖快速,成苗率极高;不受气候影响,四季皆可工厂化生产。上世纪80年代初,美、日、法等国家相继开展了人工种子的研究,我国也于“七五”期间开展了此项研究,并于1987年列入了国家“863”高技术研究发展计划。2.8 植物组织细胞培养物的超低温保存与种质库建立植物细胞全能性的发现和证实,为植物种质资源的长期保存开辟了一条新途径。采用液氮超低温保存技术,能保持很高的存活率,并且能再生出新植株和保持原来的遗传特性。如建立茎尖分生组织培养物的超低温保存种质库,不仅可以防止种质的遗传变异和退化,而且可以长期保存无病毒的原种。2.9 植物组织培养与转基因技术的应用 我国第一个T—DNA插入突变体库的构建和研究为我国水稻功能基因组学研究奠定了良好的技术和材料基础,为确保我国拥有一批有自主知识产权的基因资源做出了积极贡献。由中国水稻研究所农业部水稻生物学重点开放实验室和中科院上海植物生理研究所合作,通过建立大规模、高效的农杆菌介导的转基因技术体系,将玉米转座子Ac—Ds等外源基因导入水稻未成熟胚和种子诱导的愈伤组织,获得了1.2万个独立的T—DNA插入株系,并构建了水稻突变体的数据库。 3 展望植物组织培养研究与应用是20世纪科技进步的重大成果之一,为研究植物生长发育、抗性生理、激素及器官发生与胚胎发生等提供了许多良好的实验材料和有效途径。植物组织培养方法不断提高的同时,也相应拓宽了其应用范围。由于组织培养在人工控制的条件下进行,容易掌握花芽分化和开花成因;通过胚胎培养,能够得到杂种或自交种;通过分离单倍体细胞,能培育纯合的二倍体优良品系;提高育种多样性的同时缩短了育种时间;通过突变体筛选,提高植物的品质,增强抗逆境胁迫能力,扩大植物的生长范围;将体细胞冷藏在低温下,建立基因库,达到保存物种的目的;获得药用价值高和工业生产所需要的次生产物,加快药物生产的时间并且减少了单纯依靠天然植物的被动性。植物组织培养技术已经渗透到科研、生产和生活各个领域,必将日臻完善。黑龙江农业科学2006,(3)

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