物理信息对生物调控作用实例分析

温度调控作物生长的三个方面
温周期
作物生长发育与温度变 化的同步现象称之为温 周期。 年范围的温周期对植物 开花的影响比较明显。 温带许多植物早在种子 萌发期间就必须经受一 定的温度条件作用，将 来才能萌发或开花，如 春化作用。因此可以通 过高温或低温处理种子 来达到收益。
三基点
农作物生长的三基点温度指 农作物生长的最适温度、最 低温度和最高温度。 在最高温度和最低温度时， 农作物生长发育停止，在最 适温度时，农作物生长速度 最快。 在农业生产中常采用栽培措 施调节土温与气温，以保证 作物生长的适宜温度条件。 常用的措施有灌溉、松土或 镇压、垄作或沟种等。
标的影响
光质
光周期
综合
光周期对香蕉组培苗生长发育 的影响经过不同光周期处理 30d后,可以发现适当补光对香 蕉组培苗生长具有积极促进作 用。 本研究结果表明,8 h/d 补光 处理下香蕉组培苗根长、根数、 根粗、叶数、叶宽、株高和茎 粗有最大值,同时有最大的鲜 重以及最优的壮苗系数。
研究结果说明低温胁迫损 伤了香蕉组培苗的光合系 统,降低了光合效率。延 长光周期,可以适当缓解 低温胁迫对香蕉组培苗光
物理信息对生物调控作用
实例分析
1 概念介绍
信息
通常是指包含在情报、信号、消息、
指令、数据、图象等传播形式中新 的知识内容。如阳光、河水、温度 等都是信息的范畴。 生态系统中，信息就是能引起生物 生理、生化 和行为发生变化的信号。
物理信息
声
生态系统中以物理过程为传递形式的信息称为物理信 息，生态系统中的各种光、颜色、声、热、 电、磁等 都是物理信息。
地球磁场影响而改变其生长情
况、生命活动和行为习性等。
过强的磁场对生物体内具有一
定的破坏作用，可以利用于控
制害虫数量。
生产实践
在农业、养殖业等方面，磁场也有重 要应用研究。 例如，对农作物的种子用适当强度的 磁场进行处理，可以促进种子萌发和 幼苗生长，提高产量。 用磁场处理过的水饲养一些家畜和饲 养鱼类，可以增强家畜的抗病能力、 鱼类耐恶劣环境的能力。
1
水稻在分蘖期的生长符合S型
增长曲线；
2
在加入了声频控制后,模型分
析发现:对于不同的声波频率
刺激完水稻后,水稻的分蘖情
况发生了改变;
3
加入声频控制的频率并不是越
大越好,促进水稻分蘖生长的
最适宜频率是400Hz;4000Hz的
声频会抑制水稻的分蘖生长,
破坏水稻的细胞;
磁信息对生物的调控作用
磁场处理
长期的研究发现，许多生物受
随着社会发展,海上航运、石油与天然气 的勘测与开发、海上风电场工程建设等 人类活动造成海洋环境噪声日益增加,而 海洋水下噪声对鱼类的行为和生理上都 会带来一定的影响,探究噪声影响的广度 和深度并采用积极有效的方法减少影响 是当前急需解决的迫切问题。
声音信号通讯
声音通讯在许多物种之间 属于常见的通讯手段。
普通荧光+LED红光（R） 普通荧光+LED蓝光（B） 普通荧光+LED绿光（G） 普通荧光+LED白光（W） 普通荧光+LED暖白光（WW） 普通荧光+LED暖黄光（WY） 对照组普通荧光
WY
WW
W
结果分析
WY处理下香蕉组培苗的增殖系数最大; WW处理下,有最大的根长; W处理下根数、根粗、叶数、叶宽、叶长的数值最大, 同时鲜重和含水量最高,壮苗系数最优.
且持续、稳定的 的磁铁+5g磁化铁粉处
磁场与增大表面 理具有提高土壤肥力、
积有助于提高磁 富集有益微生物,促进
处理的作用效果。 豌豆生长的能力。
参考文献
[1]张传进. 磁处理对豌豆根际土壤生物学性状及微生物多样性的影响[D].广西大学,2019. [2]林海霞. 声胁迫对斜带石斑鱼生理生化指标和Hsp70表达的影响[D].广东海洋大学,2019. [3]李文斌. 声频控制对水稻分蘖期生长影响的微分方程建模[D].云南师范大学,2019. [4]项蕾蕾. 补光对香蕉组培苗生长发育的影响及相关基因的表达分析[D].福建农林大学,2019. [5]王明明.磁场和LED光照对小菜蛾生物学特性的影响[D].扬州大学,2010. [6]刘艳,王绪本,张振宇.生物电磁效应及其在生命搜索中的应用[J].大众科技,2009(01):19-20单位是 T（特斯 拉）1T=1000mT
研究不同恒磁场强度(150 mT、200 mT、300 mT、360 mT、520 mT)对小菜蛾生物学习性 的影响。 结果表明,5个磁场强度处理下的小菜蛾卵、 幼虫、蛹发育历期均长于对照,且磁场强度 越大,发育历期越长。在磁场强度360 mT、 520 mT时小菜蛾的生殖力和成虫寿命明显受 影响,小菜蛾成虫寿命缩短了5d,产卵量下降 了50%。
THANK YOU
实验结果
• 强磁场一定程度上改变了小菜蛾的生物 学特性，使其成虫寿命缩短，产卵量下 降以及发育历期增长；
• 不同磁场对小菜蛾卵孵化率无明显影响, 但对成蛹率及羽化率有明显影响；
• 不同强度的恒磁场对小菜蛾体内保护酶 和解毒酶活性有一定影响，导致其活性 显著降低。
磁处理对豌豆根际土壤生物学性状及微生物多样性的影响
覆盖与土壤温度
1
地膜覆盖栽培
2
用很薄（0.004-0.02mm)的塑料
薄膜紧贴地面进行的覆盖栽培。
它是现代农业生产中最简单有
效的增产措施之一。
地膜覆盖具有协调土壤温度，
保持土壤水分、改善土壤物理
性状、增加土壤养分、减轻土
壤盐渍化等多种作用，因此有
缩短作物苗期、促进生长发育、
提高开花结果、增加产量等效
磁场定位
在动物的眼睛及大脑神经中 发现了一种蓝色感光体，感 光体帮助动物利用地球磁场 定位。
疾病诊断
在人体医学中，生物体发生 病变后,其磁性与正常生物 体的磁性不一样，产生的磁 场也会有所变化。 这些十分微小的变化可以用 于病理研究和疾病诊断。
磁场对小菜蛾生物学特性的影响
小菜蛾 小菜蛾是十字花科蔬菜的重要害虫之 一,具有远距离迁飞性和趋光性。
植物声频控制技术
植物声频控制技术的基本原理 是利用植物声频发生器对植物 施加特定频率的声波，与植物 发生共振，促进各种营养元素 的吸收、传输和转化，从而增 强植物的光合作用和吸收能力， 促进生长发育，达到增产、增 收、优质、抗病的目的。
植物声频控制技术
声频控制对水稻分蘖期的生长影响
分蘖期： 水稻等禾本科植物在地面以下 或接近地面处所发生的分枝称 为分蘖，产生于比较膨大而贮 有丰富养料的分蘖节上。
青、蓝紫光与紫外线抑制植物 茎的伸长，促进植物茎叶中花 青素的大量形成； 促进组织的分化，黑暗中的幼 苗表现出典型的黄化现象。由 于光对植物形态建成的影响， 只需要短时间，较弱的的光照 强度，因而，植物形态建成对 光的要求是一种“低能反应”。
补光对香蕉组培苗生长发育的影响
香蕉,作为我国南方四大佳果之一,在热 带地区广泛栽培。香蕉组培苗与传统 吸芽繁殖相比,具有无病毒、变异率小、 生长一致、种苗便于运输等优点。自 推广以来,随着需求量日益增大,香蕉组 培苗的工厂化育苗也在不断发展。光 是香蕉工厂化育苗重要环境因素之一, 因此,研究补光对香蕉组培苗生长发育 的影响具有重要的意义。
温度对生物的调控作用
影响酶活性
任何生物，其生命活动中每 一个生理生化过程都有酶系 统参与，是控制生物对温度
反应的根本机制。
生长发育
生物发育的需温性：生物由 于长期生活在一定的温度范 围内，在其生长、发育过程 中均需要一定的温度量和温 度变辐。
极端温度影响
当温度过高时，高温会破坏 细胞水分平衡、酶失活、氧 供应不足、有机体脱水； 当温度过低时，会造成细胞 内结冰、破坏细胞膜完整性、 使参与代谢的蛋白质变性等。
实验背景
实验目标
此次实验以’天宝蕉’ 为实验材料,通过调控 光质和光周期对香蕉 组培苗进行补光培养, 筛选出光照最佳培养 条件,研究补光对香蕉 生长的影响。
本研究可为光调控在香蕉 的工厂化育苗领域中的应 用提供一定理论依据。
补光对香蕉组培苗生长发育的影响
研究补充不同光质的 LED光源对香蕉组培苗 增殖和相关生理生化指
合作用的影响。
光质分组实验
研究结果表明: 在增殖培养阶段补充LED暖黄光,香蕉组培 苗的增殖率最高;在生根培养阶段补充LED 白光,香蕉组培苗的叶绿素含量、叶绿素 相对比值、类胡萝卜素含量最大,同时光 合效率和壮苗系数最高。
分组实验
本研究以‘天宝蕉’为 材料,通过设置7种处理, 比较了不同LED补光对 香蕉组培苗的增殖率、 相关生理指标、叶绿素 含量及叶绿素荧光参数 的影响。
光 色
2 实例分析
光信息对生物的调控作用
光影响植物的光合作用
光是进行光合作用的必要条 件。光合作用需要一定的强 度的光照，因而是一种“高 能反应”。
影响动物的活动 和水生植物的分布
通过刺激动物的感光细胞来 影响动物活动； 水生植物的分层分布，利于 充分利于光照和空间
光影响植物的形态建成 和色素形成
处理土壤中生物 够显著提高豌豆根际
量C、N、P比对照 土壤中可培养微生物
分别增加了34.0%、 数量、土壤微生物生
46.0%、44.2%,涉 物量、土壤酶活性、
及C、N、P循环相 微生物多样性等多项
关酶活性分别增 指示土壤肥力和健康
加了24.6%、
状况的生物学指标；
23.7%、31.8%； 表明磁场强度为0.2T
积温
是指某一生育时期或某一时 段内，逐日平均气温积累之 和。它是热量资源的表示方 法，也是作物对热量指标的 要求；也表示了作物某一生 育时期或全生育时期所需要 的温度总和。 积温是作物与品种特性的重 要指标之一。为引种与品种 推广提供重要的依据，避免 引种与推广的盲目性。同时 作为物候期预报、收获期预 报、病虫害发生发展时期预 报等的重要依据。
分析磁处理对豌豆根际土壤 生物学性状、细菌群落结构 的影响,旨在探究磁处理对豌 豆根际土壤肥力及健康状况 的影响。
微生物
0.2T磁铁+铁 粉处理土壤中 可培养细菌、 真菌数量与对 照相比均有显 著增加,且可 培养细菌数量 增加效果最为 显著,而可培 养放线菌数量 变化不大。
土壤酶活性
综上
0.2 T磁铁+铁粉 0.2T磁铁+铁粉处理能
果。
桔杆覆盖 玉米秸秆覆盖麦田，冬季时保 温作用有利于冬小麦安全越冬， 春季降温作用，则推迟冬小麦 返青生长，延长小麦生育期。 玉米田中秸秆覆盖可以有效平 抑地温的变化，降低地温的日 振幅，缓和昼夜温差，避免了 地温的剧烈变化，能有效缓解 地温激变对作物根部产生的伤 害。
声信息对生物的调控作用
噪声干扰