生长还是不生长是植物在面临盐胁迫时经过复杂评估后做出的简单决策。由于气候变化,我们的可耕地越来越少,传统农业可用的淡水资源也越来越少,因此了解植物在盐胁迫下如何做出这一决定至关重要。数十年来的研究一致认为,耐盐性是一种复杂的性状,涉及转录和生理反应的协调反应。我们主要使用拟南芥,已经揭示了一些控制盐胁迫反应的关键方面。现在,我们站在新的前沿,以自然适应胁迫的植物为主要研究目标,扩大我们的知识库,利用新的分子工具和资源,以前所未有的水平了解盐胁迫适应性。在这篇评论中,我们重点介绍了赵等人描述的主要机制。 1 是《创新》第一期关于植物盐胁迫反应的文章,涉及新的突破性研究和培育耐盐作物的新兴前沿,以满足不断变化的世界的需求。
发展中国家粮食不安全的主要原因是全球人口增长、气候变化和可耕地面积减少。因此,植物遗传多样性作为研究课题的重要性被普遍认为是重要的。分子遗传学领域的一个重大进步包括利用分子标记来探索和鉴定植物遗传多样性。分子标记现在经常用于植物育种研究,从鉴定决定所需性状的基因到管理不同的回交育种策略。它们为解决农业基因组学中提到的挑战提供了实用的解决方案。在这篇综述文章中,我们全面回顾了植物遗传多样性的来源。本综述还描述并强调了 DNA 标记 AFLP、ASAP、ASO、CAPS、CAS、细胞质基因组衍生 DNA 标记、DGGE、EST、ISSR、SSR、RAPD、RBIP 和 SNP 的应用,这些标记可用作鉴定植物遗传多样性的可靠而有效的工具。关键词:遗传多样性、植物、DNA、分子标记
美国可持续农作物生产既包括经济因素,也包括环境因素,需要新技术和先进的知识与方法。这是因为能源、水、营养物质、农药和劳动力等投入成本正在增加。同时,由于城市化,可耕地面积正在减少;气候变化给农作物生产带来了无数挑战。系统方法是必要的,因为新的生产策略必须在经济、环境和社会上可持续。所需的研究产品包括信息和决策支持工具(如软件和仪表板)、改进的技术(如更高效的喷雾系统)以及准确可靠的传感器。信息和工具必须集成到新作物、替代作物和传统作物及作物序列的整体生产系统中,并迅速转移给种植者。作为将作物的遗传潜力从“种子到餐桌”传递出去的机制,NP305 研究必须不断重新调整重点,以支持不断变化的生产系统、气候模式、环境变化的研发需求;影响美国农民的经济驱动因素;植物育种、遗传学和害虫管理(杂草、昆虫和病原体)方面的进步;以及产品质量和使用。
预计到2050年世界人口将达到93亿。人口爆炸式增长、极端气候和环境恶化使实现粮食安全的目标愈加困难。人们致力于保护农田土壤免受工业化、过度施肥、有机或重金属污染以及盐碱化等影响。土壤盐碱化是一种日益严重的环境威胁,它使四分之一到三分之一的农作物产量受损。水分亏缺和不合理的灌溉方式是干旱半干旱地区土壤盐碱化的主要原因。深耕、轮作、滴灌、有机肥和土壤调理剂等改良方案尚未在盐碱地改良方面取得重大成功。到2050年,大约50%的可耕地将因土壤盐碱化而恶化,而60%的盐碱地是苏打土。 1、所谓钠质土,是指富含强碱——弱酸盐Na 2 CO 3 和NaHCO 3 的土壤,其pH值为7.5~9.0,最高可达9.5,极高可达13.0;而pH值为7.0~7.5的中性盐渍土,其盐分成分以NaCl和Na 2 SO 4 为主。
传统农业目前正面临许多困难和障碍。一个原因是气候变化导致了更严格的环境以及更多的害虫和疾病。此外,工业区域的扩建大大降低了可耕地的土地面积。要克服这些困难,农民需要改变其农业方法,并将科学和技术进步应用于其实践。在本文中,我们报告了基于物联网技术的水培农业的自动监测系统的设计和开发。此系统允许实时收集传感器数据。开发了一个IoT网关和虚拟服务器,以将此收集的数据传输到云中并存储它。通过Web界面,用户可以观察环境和水培解决方案的所有传感器数据,并控制农业设备。该系统在NFT水培系统中的生菜生长过程中进行了测试和评估。实验结果表明,所提出的系统稳定运行并达到高可靠性。服务器上存储的收集的传感器数据可用于分析和评估环境参数对培养过程中植物生长的影响。
如图 ES-2 所示,韦斯特兰兹水区的农民是全国许多主要农产品生产的主要贡献者。韦斯特兰兹的农场贡献了弗雷斯诺县近 23% 的水果和坚果产量,以及该县近一半的蔬菜和瓜类产量。同样,对于金斯县来说,韦斯特兰兹水区内的有限土地占金斯县水果和坚果作物的 13.4%,占蔬菜和瓜类作物的 36.3% 以上。在全国范围内,韦斯特兰兹的农场提供了全国新鲜水果和坚果产量的 3.5% 以及全国蔬菜和瓜类产量的 5.4%——考虑到该区相对于美国总可耕地面积的规模较小,这一数字令人印象深刻。这一数字为 5.4%,而 2016 年的研究结果为 3.1%,表明当该区获得更多的土地分配(2019 年为 75%,2014 年为 0%)时,它能够通过这些健康作物为全国产量做出更多贡献。
由于其地理位置和人口庞大,中国面临与粮食生产有关的独特动态。PRC官员经常援引中国不到世界可耕地的10%,甚至较少的用水来支持世界人口的大约19%。尽管是许多农作物的生产量,但平均农场规模约为0.65公顷(1.6英亩)。在有限的土地基础上维持这种生产所需的强化水平意味着中国农业土壤处于压力,害虫和疾病爆发的压力下,可能会产生巨大的影响,气候和环境变化也被敏锐地感受到。随着农业劳动力的老龄化,城市化的增加以及其他社会挑战,中国更广泛的农业系统的压力正在推动大量投资和创新,机械化增加以及更广泛的信息技术和更加“智能”系统的使用。在中国农业政策文件中经常陈述的目标包括提高生产力的参考和通过农业供应链最大化的总生产率,尽管偶尔提到了农业贸易的作用,作为支持食品和饲料需求的手段。
盐分压力是影响农作物生长和生产的主要环境障碍。手指小米是在世界上许多干旱和半干旱地区种植的重要谷物,其特征是降雨不稳定和优质水的稀缺性。手指小米盐度胁迫是由由于没有适当的排水系统而导致的可溶性盐的积累引起的,再加上具有高盐分含量的基础岩石,这导致了可耕地的盐水。预计气候变化会加剧此问题。使用新的和有效的策略,这些策略可在各种环境中提供稳定的盐度耐受性,可以保证未来的纤维小米的可持续生产。在这篇综述中,我们分析了用于生产的盐度压力管理的策略,并讨论了耐盐纤维纤维小米品种开发的潜在未来方向。本评论还描述了如何使用高级生物技术工具来开发耐盐植物。本综述中讨论的生物技术技术很容易实施,具有设计灵活性,低成本和高度有效。此信息提供了增强纤维小米盐度耐受性和提高产量的见解。
“聚合物化学”可以创造文明的某些美好,但也可以解决非封闭全球元素循环的严重弊端。在一个虚构的循环和可持续发展的世界中,当前的“化石”商业计划将变得困难,而生物质作为单体和聚合物的来源是一个明显的替代方案。然而,生物质通常带有水和化学功能,这使得我们目前的催化工具箱相当差。水热重整(HTR)和水热碳化(HTC)是将碳水化合物(包括粗林业副产品,但一般是废弃生物质)转化为各种产品的化学过程。所有这些过程也都是自然发生的,产品大多是众所周知的,但工程可以在“贵重钢”中大大加速。我将介绍这些现在经典的过程,但重点介绍“水热腐殖化”,其中的聚合物产品对农业和土壤修复非常有用。与我们最初的预期相反,这些聚合物不仅通过其物理化学作用发挥作用,还打开了一个以前无法进入的生物“宇宙”。20亿公顷的可耕地实际上受到中度至重度土壤退化的影响,实际上需要20亿吨腐殖质,而这些腐殖质反过来可能通过土壤微生物的生物物质系统工程封存高达3500亿吨的二氧化碳。这不亚于人类过去十年的排放量。
在现代世界中,绿色技术用于国民经济的各个领域,而农业部门也不例外。使用保护生态系统的技术正在成为俄罗斯联邦地区的优先事项。在农业中使用传统技术的应用原则表明,由于资源耗尽而导致的效率有所下降。随着环境污染的增加,土壤耗竭的可能性也增加,这导致该地区的经济潜力减少。这就是为什么库尔斯克地区的发展策略吸引了在农业和农业加工行业引入绿色技术的媒介。库尔斯克地区处于温带大陆气候有利的农业气候条件的区域,是Chernozem土壤的所有者 - 约65%,腐殖质含量很高。300万公顷的土地基金包括76.7%的农业土地,其中一半以上是可耕地的土地。在考虑绿色技术时,是指使用技术和科学方法生产环保产品以及使用技术链的使用,从而减少对环境污染的负面影响。在农业发展领域的创新使人可以减少人类对环境的负面影响,同时引入技术过程,从而允许引入有助于降低成本的设备,并支持该行业的可持续发展。*通讯作者:klevtsovserg@yandex.ru说到精益生产,目标是通过使用环保技术来维护土壤生育能力,并生产环保的农产品。