时光可期范文

时间:2023-12-11 07:16:48

时光可期

时光可期篇1

关键词: 光纤Bragg光栅;温度补偿;应变

中图分类号:TH253 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)1210057-02

0 引言

随着光纤光栅制造技术的成熟以及光纤应用研究的深入,光纤Bragg光栅在传感器和光纤通信领域得到了广泛的应用[1-3]。它具有带宽大、灵敏度高、响应速度快、重量轻、结构紧凑、使用灵活、成本低、不受电磁干扰、抗腐蚀、耐高温等优点,这些特性使得光纤Bragg光栅传感器成为目前应用最具有潜力的传感器[4-6]。但是光纤Bragg光栅中心反射波长的温度敏感特性却严重影响了光纤Bragg光栅的应用,除此之外,光纤光栅温度、应变的交叉敏感问题也严重影响传感测量的精度。所以,解决温度、应变交叉敏感问题是光纤Bragg光栅应变传感器得到实际应用的重要前提[7-8]。本文设计了两种方案对光纤光栅应变测量中的温度进行补偿,并对两种方案的优点及不足之处进行了说明。

1 温度分离与补偿方案设计

1.1 方案一:Bragg光栅和长周期光纤光栅并联粘贴法

本方案中将Bragg光栅与长周期光栅以并联粘贴形式构成传感系统,如图1所示,其中Bragg光栅为传感光栅,而长周期光栅为参考光栅。同时采用两个光谱分析仪分别对Bragg光栅的反射谱和长周期光栅的透射谱的变化情况进行测量。

图1 Bragg光栅与长周期光栅并联设计方案

测量中将光栅粘贴于被测物体表面,并且使Bragg光栅的传输方向与该测试物体所受的应变方向保持一致,这种情况下Bragg光栅能同时感受温度和应变的变化,且这种应变对Bragg光栅来说是灵敏度很高的轴向应变,而长周期光栅只感受相同环境的温度变化以及可以忽略不计的横向应变。

方案中由于光纤Bragg光栅同时感受温度和应变的变化,当温度变化

,应变变化 时,Bragg光栅中心反射波长的漂移量为:

(1)

式(1)中, 为光纤Bragg光栅的温度灵敏度系数, 为光纤Bragg光栅的应变灵敏度系数。

而长周期光栅仅仅感受相同环境下的温度变化,当温度变化 时,其谐振波波长的漂移量为:

(2)

其中, 为长周期光纤光栅的温度灵敏度系数。

光纤Bragg光栅与长周期光纤光栅处于相同的温度环境下,由(2)式得:

把(3)式代入(1)式得:

进而得:

式(4)中, , , 在温度、应变范围不大的情况下均可近似为常数,由光栅的材料及周期决定。

式(4)就是光纤Bragg光栅所要测量的应变变化值的数学表达式,从中可以看出:在已知两种光栅传感特性的情况下,即 , , 均为已知常数,只要利用光谱仪测得光纤Bragg光栅中心反射波长的漂移量

及长周期光纤光栅谐振波波长的漂移量 ,就可以很容易的得出剔除温度效应的应变变化值 ,同时,还可以由(3)式得出更加准确的温度变化值,这是因为长周期光纤光栅的温度敏感度远远高于光纤Bragg光栅的温度敏感度,这同时使测量的应变值更加准确,可靠。

该方案测量精度较高,简单易行,不足之处在于需要两台光谱分析仪分别测量两光栅的光谱变化情况。

1.2 方案二:长周期光栅参考法

该方案中Bragg光栅与长周期光栅以串联的形式构成传感系统,即在同一根光纤里写入Bragg光栅和长周期光栅,但两光栅不在同一位置上,设计原理图,如图2所示。

图2 长周期光栅参考法的原理

方案中用一套光谱仪来测试两光栅的透射光谱,对于长周期光栅我们采用玻璃管进行保护,并且用环氧胶将其固定在玻璃壁上,以免其受外来应力的影响,这是由于在测量时,长周期光栅只是作为参考光栅,仅仅感应温度。

当环境温度变化 ,外部应变变化 时,所引起的Bragg光栅中心反射波长的漂移量为:

(5)

同时长周期光栅的谐振波波长变化为:

(6)

联立(5)式和(6)式便可得出测试部位的应变变化为:

此式即为Bragg光栅所要测量的应变变化值的数学表达式,式中

分别为Bragg光栅的温度、应变灵敏度系数和长周期光栅的温度灵敏度系数;只要通过光谱仪准确的测量出Bragg光栅中心反射波长的漂移量 及长周期光栅谐振波波长的漂移量 ,就可以直接得出应变变化量,进而得出所要测量的应变值。

比较式(4)和式(7),可以看出两式完全相同,所以方案一和方案二两者的基本原理是相同的,但是在系统的结构布局上却完全不同,这也导致了所适用的测量环境大不相同。方案一适用于表面粘贴的传感器,且所测量的应变是某一确定方向的应变;而方案二不仅可以用于表面粘贴的传感器,还可以用于埋入待测结构,不足之处是需要对长周期参考光栅进行很好的封装保护,以免受到压力的影响。

利用该方案不仅可以准确的得出需要测量的应变值,同时还可以很容易的得出环境温度的变化情况。所用光源是一套宽带光源,这避免了双参量同时测量需要两套光源及解调系统的问题,同时对于两光栅的写入技术也简单易行,消除了在光纤同一位置写入两个光栅技术难、要求高的问题。

设计本方案时,采用的参考光栅是长周期光栅,是因为:常用的长周期光栅具有远大于Bragg光栅的温度敏感系数,测量的温度变化值 会更加准确、可靠,更重要的是长周期光栅的谐振波波长的变化量 能够真实、准确的反应温度的变化量 ,这样Bragg光栅测量的应变变化值 会更加真实、有效,从而使最终所测量的应变值更加接近实际应变值。

2 总结

本文设计了两种温度分离和补偿方案,设计目的是解决光纤Bragg光栅对温度和应变交叉敏感的问题,使其能对某一单一的物理量进行有效的,准确的测量,进一步促进光纤光栅应变传感器的快速发展。

本文两种方案的基本理论原理是相同的,但是在系统的结构布局上却截然不同,方案一采用Bragg光栅与长周期光栅并联的形式,而方案二是串联的形式。两种方案都避免了在同一光纤同一位置处写入两个光栅技术难、要求高、且成本高的问题,且都采用了长周期光栅对温度具有高灵敏度的特性。

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作者简介:

时光可期篇2

(1山西省农业科学院棉花研究所,山西运城044000;

2农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室,太原030031)

摘要:随着小麦收获指数的提高,高光效育种将是小麦产量进一步提高的主要育种手段,通过分析210份小麦材料拔节期、抽穗期、灌浆后期3个生理阶段的光合生理特性和叶绿素荧光特性,探讨了小麦不同光合指数和叶绿素荧光指数相互之间的相关关系,以期为小麦高光效育种提供一些理论依据。研究结果表明,小麦拔节期、抽穗期、灌浆后期光合速率平均值分别为13.49、16.22、7.83 μmol/(m2·s),变异范围分别为0.70~22.06、5.59~25.17、0.82~17.1 μmol/(m2·s);胞间CO2浓度平均值分别为222.1、200.5、232.9 vpm,变异范围分别为153.0~330.3、147.0~275.7 156.8~321.0 vpm;蒸腾速率平均值分别为3.41、4.45、3.28 mmol/(m2·s),变异范围分别为0.67~6.55、1.97~7.33、1.03~6.22 mmol/(m2·s);气孔导度平均值分别为0.18、0.20、0.10 mol/(m2·s),变异范围分别为0.02~0.44、0.05~0.52、0.02~0.27 mol/(m2 ·s);叶面温度平均值分别为27.5℃、32.2℃、34.7℃,变异范围分别为18.4~36.4℃,23.2~37.1℃,25.5~42.9℃。小麦拔节期和抽穗期的初始荧光平均值分别为91.9、40.5,变异范围分别为49.33~125.33、17.67~63.67,最大荧光平均值分别为522.6、224.3,变异范围分别为287.6~668.7、84.3~375.3;PSⅡ最大光化学量子产量平均值都为0.82,变异范围分别为0.78~0.88、0.75~0.88。相关分析表明,不论是拔节期、抽穗期还是灌浆后期,光合速率都与气孔导度和蒸腾速率显著正相关。在小麦抽穗期光合速率与胞间CO2浓度相关不显著,但在拔节期和灌浆后期光合速率与胞间CO2浓度显著或极显著负相关,气孔导度与胞间CO2浓度和蒸腾速率在小麦3 个生理时期都呈正相关,且大部分达到了极显著水平,胞间CO2浓度与蒸腾速率在拔节期和灌浆后期呈显著负相关;通过叶面温度与其他光合指标的相关分析,推断小麦的最佳光合温度为20℃左右;通过对小麦叶绿素荧光指标与小麦光合指标的相关性分析,发现小麦在抽穗期其光合性能更易受环境条件的影响,因此应该在小麦抽穗期加强小麦光合生理指标稳定性的选择。

关键词 :小麦;光合特性;荧光参数

中图分类号:S512.1 文献标志码:A 论文编号:2014-0599

金项目:国家自然基金“抗旱小麦品种的基因改良及转基因验证基因功能的可行性分析”(31140083)。

第一作者简介:杨淑巧,女,1963 年出生,山西临猗人,副研究员,学士,主要从事小麦、棉花栽培研究。通信地址:044000 山西运城黄河大道118 号山西省农业科学院棉花研究所,Tel:0359-2120300,E-mail:yangsq7088@163.com。

通讯作者:许琦,男,1971 年出生,山西临猗人,助理研究员,博士,主要从事小麦分子生物学、棉花抗病育种研究。通信地址:044000 山西运城黄河大道118号山西省农业科学院棉花研究所,Tel:0359-2122006,E-mail:ycxuqi@163.com。

收稿日期:2014-06-13,修回日期:2014-08-03。

0 引言

小麦是重要的粮食作物,小麦产量的提高是小麦育种者的首要目标。小麦的“绿色革命”主要是通过收获指数的提高增加了产量,育种家经过几十年对小麦籽粒和矮杆性的选择,小麦的收获指数已从过去的的30%左右提高的目前的45%左右,有的甚至达到50%以上[1]。在作物叶面积指数和经济系数已难以继续增加的基础上若想进一步提高作物产量就必须提高生物量,作物光能利用率的提高是作物生物量增加的关键[2]。有研究认为,普通小麦花后较高的光合能力及较长的光合持续期是提高千粒重, 进而提高产量的重要生理基础[3-4];进一步研究认为,超高产小麦的净光合速率高于一般小麦品种,开花期至灌浆高峰期持续稳定的高净光合速率是超高产小麦高产的重要原因[5-6]。因为光合作用对小麦产量的重要性,人们对小麦的光合作用进行了大量研究,但是大部分的研究仅局限于有限的几个品种或小麦的某一生理时期,对于小麦品种群体的光合特性研究以及光合指标的相关性研究则未见系统性的报道。叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用,叶绿素荧光参数主要反应叶片光合能力的“内在性”特征[7]。笔者以黄淮冬麦区、北方冬麦区210 份小麦材料,研究了小麦几个发育时期的光合特性以及光合特性之间的相关性,以期为小麦的高光效育种作一些理论探讨。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料共210 份,主要包括黄淮冬麦区、北方冬麦区等小麦品种,其中部分为正在参加区域试验的参试品种,也包括少部分最新育成的品种和高代品系。

1.2 材料种植

所有小麦材料均种植在山西省农业科学院棉花研究所小麦旱地育种田内,双行种植,行长10m,行距20 cm,3次重复,完全随机排列。施底肥尿素225 kg/hm2,磷肥225 kg/hm2。整个生育期不进行人工补水。

1.3 小麦光合性能的测量

小麦光合性能的测试在小麦的拔节期、抽穗期和灌浆后期分别进行测定,拔节期采用小麦的倒三叶,抽穗期和灌浆后期采用旗叶进行小麦光合性能的测试,测试仪器为Lcpro-SD光合测定仪,测试时光源采用仪器自带的红蓝光光源,光照强度设定在1300 mol/(m2· s),气源为大田上方3 m处的空气。每个品种(系)测试5株,测试时间在8:00—11:30和14:00—17:30之间进行。

1.4 小麦叶绿素荧光参数的测量

同光合测定一样,小麦的拔节期采用倒三叶、抽穗期采用旗叶进行小麦叶绿素荧光性能的测试,测试仪器采用OS-30P 荧光测定仪,每个品种(系)测试5 株,先用夹子夹住叶片暗反应20 min 后进行叶绿素荧光参数的测试。

1.5 数据处理

测试结果采用PASW Statistics 18 软件进行数据统计分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 小麦不同发育时期的光合性能分析

从表1 可以看到,小麦从拔节期到灌浆后期叶面温度一直呈上升状态,灌浆后期叶面温度平均值达到了34.7℃;胞间CO2浓度除受大气CO2浓度和叶片气孔开张的影响之外,可能也受到叶片光合速率的影响,其胞间CO2浓度在抽穗期其平均值为200.5 vpm,而在拔节期和灌浆后期小麦胞间CO2 浓度平均值分别为222.1 vpm 和232.9 vpm,可能是抽穗期光合作用的增强降低了胞间CO2浓度;小麦叶片的蒸腾速率在拔节期为3.40 mmol/(m2·s),随着叶面温度的升高,小麦叶片的蒸腾速率在抽穗期达到了4.45 mmol/(m2·s),而在灌浆后期,因为叶片老化,虽然叶面温度升高,但其蒸腾速率反而降低到3.28 mmol/(m2·s);水蒸气的气孔导度和叶片的蒸腾速率变化相似,也是抽穗期的平均值最大,为0.20 mol/(m2·s),其次是拔节期为0.18 mol/(m2·s),灌浆后期小麦的水蒸气气孔导度值仅为抽穗期的一半,为0.10 mol/(m2·s);小麦叶片的光合速率在拔节期平均值为13.49 μmol/(m2 · s),抽穗期平均值为16.22 μmol/(m2·s),灌浆后期平均值为7.83 μmol/(m2·s);总体来说小麦叶片在抽穗期的生理活动最为剧烈,拔节期次之,灌浆后期小麦叶片的生理活动剧烈下降。

2.2 小麦不同发育时期的荧光参数分析

初始荧光F0是PSⅡ反应中心全部开放即QA(PSⅡ反应中心的电子受体)全部氧化时的荧光水平,PSⅡ反应中心的破坏或可逆失活则引起F0的增加,因此可根据F0的变化推测反应中心的状况和可能的光保护机制[8]。从表2 可以看出,小麦品种抽穗期初始荧光F0的平均值为40.5,远低于小麦品种拔节期初始荧光F0的平均值91.9,说明抽穗期比拔节期麦苗的光系统(PSⅡ)反应中心有更高的活性和光合能力,同时也验证了抽穗期小麦的生理活动更剧烈;而PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm其平均值在拔节期和抽穗期都达到了0.82,接近非逆境条件下的值0.85,但是小麦在抽穗期其PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm变异范围更大,最低达到了0.75,说明小麦在抽穗期逆境环境对小麦的生长影响更大。

2.3 小麦光合参数的相关性分析

光合速率是描述光合作用最重要的参数之一,光合速率的大小受气孔和非气孔等多种条件因素的影响。从表3 可以看出,不论是在拔节期、抽穗期,还是在灌浆后期,叶面温度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、气孔导度、初始荧光、最大荧光等性状都和光合速率呈显著或极显著相关;另外从表3 还可以看出,光合速率在3个生育时期都和叶面温度呈极显著负相关,而从表1可知,测定的3 个时期叶面温度的最低值为18.4℃,因此推断小麦的光合最适温度在20℃左右。小麦光合速率和气孔导度在3 个时期都达到了极显著正相关,且在灌浆后期达到了0.862的正相关,说明气孔导度对光合作用的影响巨大,另外从光合速率和蒸腾速率的正相关可以看出,蒸腾作用加大了植物营养养分的输送,提高了光合效率。从表3 还可以看出,在拔节期和灌浆后期,光合速率和蒸腾速率都与胞间CO2浓度呈负相关,一方面说明在拔节期和灌浆后期,光合作用的加强引起了小麦胞间CO2 浓度的降低,增加大气中的CO2浓度和提高小麦叶片气孔的气体交换可以增加小麦的光合速率,另一方面说明小麦在这两个生育时期光合速率的变化主要源于非气孔因素,而在小麦抽穗期,叶片生理活动的加剧,气孔因素有可能加大,与非气孔因素重迭引起光合速率与胞间CO2浓度相关性不显著。

叶面温度与蒸腾速率呈正相关说明叶面温度的提高可引起小麦蒸腾作用的增强,蒸腾作用的增强有利于小麦叶片内部温度的平衡,减小温度升高对光系统可逆损伤的发生。从表3 可以看到,叶面温度与胞间CO2浓度在小麦的3 个生理时期都呈极显著负相关,胞间CO2浓度和蒸腾速率在小麦拔节期和灌浆后期也呈极显著负相关,其机理需进一步研究。气孔导度与叶面温度呈极显著负相关,有可能在较高温度下,温度增加刺激了气孔收缩。气孔导度与胞间CO2浓度和蒸腾速率呈正相关说明气孔的张开有利于叶片气体的交换和水蒸气的扩散,另一方面从表3 也可以看到,在小麦的灌浆后期气孔导度与胞间CO2浓度正相关未达到显著水平,说明这一时期叶片的生理活性有所降低,植物控制叶片气孔开关的能力减弱。

2.4 小麦拔节期和抽穗期光合与荧光参数的相关性分析

初始荧光是光系统(PSⅡ)反应中心处于完全开放时的荧光产量,它与叶片叶绿素浓度有关。从表4 可以看出,在拔节期初始荧光与叶面温度、最大荧光呈极显著正相关,和气孔导度、光合速率、PSⅡ最大光化学量子产量呈极显著负相关。在抽穗期初始荧光和蒸腾速率、气孔导度达到了极显著和显著负相关。最大荧光在拔节期与叶面温度呈极显著正相关,与气孔导度、光合速率呈极显著负相关;在抽穗期与蒸腾速率、气孔导度和光合速率都达到了极显著负相关。综上所述,认为小麦抽穗期的光合生理活性更易受环境条件的影响,应加强这一时期对高光效品种的选育,提高品种光合效率的稳定性。PSⅡ最大光化学量子产量主要和小麦的抗逆性有关,在逆境环境下最大光化学量子产量值显著降低,从表4 看出最大光化学量子产量在抽穗期与光合速率达到了极显著负相关,其机理需进一步探讨。

3 结论与讨论

光合作用是作物最重要的生理代谢过程,它提供了作物生长发育的物质基础,小麦产量的90%~95%来自光合产物[9],因此大量研究报道了光合作用对小麦产量的影响。许大全[10]研究认为,叶片光合速率与作物产量成正相关是必然的,内在的,是规律性的表现;叶片光合速率与作物产量负相关,其实是一个假象;要实现粮食单产大幅度的提高,必须充分挖掘作物的生产潜力,不断选育产量更高、光合效率更高的作物新品种。刘祚昌等[11]研究了光合速率与产量性状的关系,发现小麦拔节期以前小麦光合速率和产量性状间不存在相关关系,拔节期小麦光合速率和产量性状相关性极低,孕穗期光合速率和穗粒数显著正相关,开花期光合速率和千粒重极显著正相关,灌浆期光合速率衰减率与小麦千粒重存在极显著的负相关,因此提出通过提高小麦的光合性能可以提高小麦的经济产量。高海涛等[6]研究发现超高产小麦都具有较高的光合速率、较大的光合叶面积指数和较高的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm),且穗粒数和千粒重都显著提高,说明提高小麦的光合性能可以增加穗粒数和提高千粒重来提高小麦产量。笔者的研究表明现有小麦品种的光合性能不论从光合速率还是从荧光参数来看都存在这较大的变异,因此可以通过高光效育种提高小麦产量。另外,从小麦的光合指标和叶绿素荧光指标来看,其在抽穗期的变异范围较大,因此在抽穗期加强对小麦品种光合性能和叶绿素性能的选择,更容易提高小麦品种的高产性和稳产性。

环境对小麦叶片光合性能的影响以及不同光合参数之间的相关性分析,前人已经做了大量的研究,但一般仅限于某一小麦生长阶段的分析。江华等[12]研究了温度对离体小麦叶片光合速率的影响,在10~15℃,光合速率随温度升高而升高,在15~20℃,光合速率保持在最高阶段,20~30℃光合速率随温度升高而降低。在笔者的研究中,小麦在拔节期、抽穗期和灌浆后期测量到的最低叶面温度为18.4℃,小麦的光合速率与叶面温度呈极显著负相关,因此推断小麦光合作用的最适温度在20℃左右。李跃建等[13]研究认为,小麦灌浆初期的净光合速率与胞间CO2浓度高低无关,但灌浆后期二者相关极显著;净光合速率与气孔导度在灌浆初期和后期呈显著和极显著正相关;净光合速率与蒸腾速率在灌浆初期和后期均无相关性。张咪咪等[14]研究认为,在小麦开花期光合速率与气孔导度和蒸腾速率显著正相关,与胞间CO2浓度相关不显著;胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率互呈显著或极显著正相关。王秀莉等[15]测定了小麦花后第4、15、40 天的光合参数也发现光合速率与气孔导度和蒸腾速率显著正相关,与胞间CO2 浓度相关不显著;但胞间CO2 浓度、气孔导度、蒸腾速率之间虽然也互呈正相关,但有的品种间的相关性未达显著水平。笔者的研究也发现不论是拔节期、抽穗期还是灌浆后期,光合速率都与气孔导度和蒸腾速率显著正相关,在小麦抽穗期光合速率与胞间CO2浓度相关不显著,但在拔节期和灌浆后期光合速率与胞间CO2浓度显著或极显著负相关,这是其他研究结果未报道的;另外还发现胞间CO2浓度与蒸腾速率在拔节期和灌浆后期呈显著负相关,与报道的小麦开花期胞间CO2浓度与蒸腾速率呈正相关不同,认为可能是小麦在雨养生长条件下,其水分蒸腾受到气孔的调节,气孔的开张影响了胞间CO2的交换,因此高光合效率降低了胞间CO2浓度。

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时光可期篇3

医学上将毛发过多分为毛增多症和多毛症两种。毛增多症是指在身体非雄激素依赖部位出现毛发过多,可以是先天的或后天的,泛发的或局部的;多毛症则与毛增多症不同,它只发生在雄激素依赖部位,纤细毳毛变为粗重的短毛,有男性化表现,极影响美观。

以往常见的脱毛方法有剃毛法、蜡脱毛法、镊取法、机械脱毛、化学脱毛剂脱毛等。虽然这些方法对脱毛有一定效果,但作用都只是暂时性的,脱去的毛发会很快再生。只有一种方法能够长久地祛除毛发,那便是电解法和热溶解法。电解法是用两根电极之间的低流直流电,通过阴极顶端的化学反应,在其周围释放电子,导致水的电解及H 离子和OH 离子的产生,结果是OH 离子对电极周围邻近的组织或毛囊进行化学性毁坏。热溶解法是采用高频交流电在低电压、低电流的情况下加热组织,破坏毛囊,有时也称为电脱毛术。电解法和热溶解法虽然能有效地破坏毛囊,阻止毛发再生,但操作繁琐、费时,对面部等皮肤光滑部位有遗留瘢痕的可能,尤其是在背部或腿部需要脱毛时,这种方法几乎不能使用。

激光脱毛术

早在20世纪60年代,Goldman首先描述了红宝石激光对毛囊黑色素的破坏作用,但未用于临床;80年代Ohshiro描述了红宝石激光治疗色素痣后出现毛发脱落,但同时表皮也受到严重损伤。1993年,哈佛大学威尔曼医学光学实验室开始进行红宝石激光脱毛的研究,随后红宝石激光、Nd:YAG激光等陆续用于临床脱毛治疗,但参数设计还不太理想。1997年威尔曼医学光学实验室开始使用新一代激光脱毛机――Lightsheer半导体激光脱毛仪,取得了显著的疗效。之后,一种非激光光源――强光也应用于脱毛治疗,从此光学脱毛技术已基本成熟。

激光脱毛原理

激光脱毛的原理仍然是基于选择性光热作用理论。毛囊中有丰富的黑色素,可作为激光作用的天然靶色基,黑色素分散于毛球基质的细胞之间,并且能向毛干的结构中转移,如髓质、皮质和毛小皮。很明显,毛囊中黑色素的数量足够充当一个色基的角色来吸收激光能量,正因为如此,激光能以黑色素为目标精确而选择性地进行脱毛治疗,这是非常合乎逻辑的。黑色素在吸收了激光的能量后,温度急剧升高,从而导致周围毛囊组织的破坏,将毛发祛除。

毛发的生长周期和脱毛治疗的关系 在毛发的生长周期中,各阶段的组织学变化是不同的。毛发有生长期(anagen)、退行期(catagen)和静止期(telogen),生长期在时间上可有很大的不同,最长的可达3年;退行期相对比较固定,一般为3周;而静止期通常为3个月左右。生长期毛母质细胞快速分裂,此期黑色素最多,因此对激光极其敏感;在退行期毛母质退化,毛萎缩;静止期毛囊与毛分离,毛发脱落,静止期时间因部位而异。基于不同部位的毛发有不同的生长周期,每次治疗间隔也有差异,如头部毛发有相对较短的静止期,故治疗间隔时间可短至1个月;躯干和四肢毛发静止期较长,因此治疗间隔以2个月为宜。另外,因激光对退行期、静止期的毛发无明显作用,只有等这些毛发转入生长期后才能起作用,所以激光脱毛需要多次(一般为2~6次)才有明显效果。如某部位毛发处于生长期的比例小(如四肢等),则治疗次数较多。

激光脱毛可能出现的不良反应

个别人术后会出现轻度的水疱,数天后可自行吸收;少数人术后还出现色素沉着,一般一个月内可完全消褪。

时光可期篇4

关键词:玉米发育 温度条件 影响

一、对光照的要求

玉米是喜光作物,属于C4植物,与小麦、水稻等C3作物相比玉米光饱和点较高。玉米又属于短日照作物。出苗后,如果长期处于短日照条件下,发育加快、植株矮小、提早抽雄开花而降低产量;如果处于长日照条件下,植株增高、茎叶繁茂、抽雄开花期延迟,甚至不能开花结实。保证玉米正常生长发育的最少日照时数一般要求从播种至乳熟每天至少7~9小时。乳熟至成熟每天要大于8小时。在保证成熟的条件下,日照时数多,光照强,则产量高。

在干旱条件下,玉米适时灌水可加快发育速度,有利于向生殖器官运输,加快籽粒灌浆过程,可提早5~6d成熟。产量也随水分供应量增加而提高,水分利用率也随之提高。

玉米为短日性植物,一般早熟种不如晚熟种对日照长短反应敏感,日照时间过长能延长玉米的正常发育和成熟。玉米光饱和点为7~8万勒克斯(单株),光补偿点为1500万勒克斯(群体)。自然光范围内,玉米群体达不到光饱和点。二氧化碳补偿点为4~6ppm。玉米为C4作物,在低光照度,低二氧化碳浓度下仍可光合作用。光合作用最适温度是30~40℃,20℃以下光合作用急速下降。玉米籽粒干物质积累过程中,至少需要3.0~3.7万勒克斯,才能满足要求。同时,在相同太阳的辐射下,光合作用是随着日长增加而加大,会影响产量丰收。尤其在籽粒灌浆阶段对产量的多少非常主要。如果地下层能收到反射光,能增加产量。切除玉米顶部遮荫的雄花可提高籽粒产量4%~12%。

光质对玉米也会产生影响。在同等光照时,红光的光合效率是最高的,但是蓝光和白光下,玉米雌穗生长的好,而在红光下就会变得缓慢。雄穗在绿光下生长发育迟缓,红光下保持不变。光质影响玉米的光合作用形成。在红光下光合强度最大,植株生产效率高,合成碳水化合物多。在蓝紫光下光合强度较强,但合成蛋白质多。

二、玉米生长的温度指标:

玉米气候适应性比较广泛,凡大于10℃,有效积温在1900℃以上,夏季平均气温在18℃以上的地区均可种植。

玉米为喜温作物,生育期间生物学最低温度为10℃。玉米种子发芽的最适温度为28~35℃。但在生产上晚播往往耽误农时,而过早播种又易引起烂种缺苗。通常把土壤表层5~10厘米温度稳定在10℃以上的时期,作为春播玉米的适宜播种期,玉米苗期是以根系生长为主,因此土壤温度状况对根系的生长发育有很大影响。土壤温度在20~24℃时,玉米根系生长较快,且较为健壮。而当土壤温度较低时,即使气温适宜,也会影响玉米根系的代谢活动,影响磷向地上器官的转移和各种含磷有机物的合成。磷素营养不足,又影响植株体内的氮素代谢,致使玉米苗色变黄、变红,同化作用减弱,生长迟缓。当地温下降到4.5℃时,玉米根系完全停止生长。种子在6~7℃开始发芽,但极缓慢,并易感菌霉烂,10~12℃发芽正常。发芽时间与温度关系密切,10~12℃需18~20d出苗,15~18℃需8~10d出苗,>20℃时5~6d即可出苗。玉米在18℃以上幼苗生长较快,30~32℃时最快。抽穗开花期适宜温度为25~28℃,气温38℃不开花;当气温>30℃,空气相对湿度32℃,花粉粒1~2h即没有生命力。在籽粒灌浆、成熟时期对目平均气温的要求是20~24℃,有机物质合成及向果穗籽粒运转有利。日平均温度在>25℃或

三、玉米生长对雨量和土壤湿度的需求:

玉米是水分利用率较高的作物,蒸腾系数约为250~350,相对需水量低于麦、棉等。玉米是高秆作物,全生育期又处在高温时期,需水较多。总耗水量早熟品种约为300~400mm,中熟品种约500~800mm。根系活动以土壤相对湿度60%~80%为适宜。适宜生长的年降水量为500~1000mm,但生育期内至少要有250mm,且分布均匀。

时光可期篇5

不可轻视的眼病

说起青光眼,有不少人可能知道它,但是不了解它。今天要告诉大家的是,青光眼已经成为世界第二大致盲性眼病,而且是不可逆的。青光眼导致单眼及双眼失明的风险与病程长短有关,青光眼确诊15年后,单眼失明的风险为50%,双眼失明的风险为 20%。不仅这样,青光眼确诊后终生都存在着失明的风险:双眼失明的风险为16% ,单眼失明的风险为 43%。北京一项社区青光眼筛查研究结果显示:约60%的青光眼患者不知道自己患有青光眼,大多数患者诊断为青光眼时已经为中晚期。所以,相当一部分青光眼发病非常隐匿,危害很大,可在不知不觉中导致双眼失明。

可见,青光眼的出现给我们的生活带来严重危害。所以我们一定要提高预防青光眼的意识。

青光眼的分类

原发性青光眼主要分为两大类:原发性闭角型青光眼和原发性开角型青光眼。

原发性闭角型青光眼患者往往有远视、前房浅、房角狭窄等病理生理特点,焦虑,情绪波动,工作压力过大,熬夜,看电脑、手机、微信时间过长,或在光线暗的环境逗留时间过长,均可诱发青光眼的发作。开始时可以有鼻根部、眼部酸胀,视物不清,夜晚看白炽灯泡可出现虹视(像雨后彩虹一样的光圈),休息后可以缓解,容易被忽略,如能及时就诊,及时激光治疗,可预防青光眼的急性发作,三分之二的患者可以得到根治。原发性急性闭角型青光眼急性发作时可有剧烈的眼痛、头痛,恶心、呕吐、视力急剧下降等症状,如不及时处理可在数天内失明。

原发性开角型青光眼分为单纯性开角型青光眼和正常眼压性青光眼。这类青光眼早期多无症状,等发展到中晚期才到医院就诊,视功能已严重受损,大夫往往回天无力。尤其是正常眼压性青光眼,早期没有任何自觉症状,仍可出现视神经萎缩,视野损害,最后导致失明,更具有隐匿性和欺骗性。

青光眼家族史、高血压、糖尿病、近视、远视、高龄(60岁以上)及长期使用糖皮质激素等都是青光眼的高危因素,建议以上人群定期到医院检查,以排除和早期发现青光眼。青光眼的排查包括

裂隙灯、眼底、24小时眼压,超声微生物显微镜(UBM),眼底照相、光学相干断层扫描(OCT)等检查。

青光眼治疗要趁早

青光眼是一类对视功能危害极大的眼病,预防的关键是早发现、早诊断、早治疗,以保证我们在有生之年保留有用的视力,保证生活质量。青光眼患者需要终生复查。

一般来说,40岁以前,建议每2~4年做一次青光眼排查。40~54岁,建议每1~3年做一次青光眼排查。54~64岁,建议每1~2年做一次青光眼排查。64岁以后,每半年到1年做一次青光眼排查。有高危因素患者,35岁以后每1~2年做一次青光眼排查 。如果到医院检查,大夫怀疑您是可疑青光眼,一般要求半年到一年复查一次,连续观测3~5年,方能排除青光眼,个别患者需要连续观察10年。

青光眼用药三字经

如果你不幸成为青光眼患者,在用药物治疗的时候千万要记住这“三字经”。

遵医嘱 治疗青光眼的药物种类较多,患者要按照医嘱用药。一旦确定用药种类、次数和时间,一定要严格执行,做到一次不少,一种药也不缺。绝对不能凭感觉随意加药、减药、停药,以免造成严重后果。

防遗忘 上了年纪容易忘事,有的患者常常在需要点药前十几分钟还记得,可到了该点药的时候却忘记了,不能按时滴眼药对治疗疾病很不利。一个防治遗忘的好办法是把眼药水放在能够随时拿到的地方,或让其出现在您的视线范围内。

定期查 降眼压并不是药物治疗的最终目的,保护视野才是根本目标。视野的损害是由于眼底神经萎缩所致,因此在青光眼的长期用药治疗过程中,不仅要定期检测眼压,更要定期检查眼底和视野,根据病情来调整治疗方法。

日常生活中的预防

青光眼是一种常见的慢性病,发展缓慢,治疗周期长。所以,患者在接受治疗的时候,日常生活中也要做好护理工作,这样才能更好地抑制病情。下面就为大家介绍一下青光眼患者日常生活中要注意的事项。

合理安排生活 日常生活要规律有序,饮食、起居、工作和学习都要按规定的时间合理安排。在身体情况允许的条件下,进行力所能及的身体锻炼。经常到户外活动,多呼吸鲜空气,气温变化时要及时增减衣服。穿衣宜宽松舒适,避免过紧引起眼压的变化。

树立治疗疾病的信心 有的人对青光眼缺乏足够的认识,认为一旦患了青光眼就得失明。但是大量事实证明,青光眼如果发现得早,采取有效的措施,预后还是令人满意的。

保证充足睡眠 充足的睡眠可以使眼睛得到充分休息。青光眼患者应避免长时间停留在黑暗环境,看电影、电视或长时间持续读写中间应该休息一会儿;夜间读写应有充足明亮的照明,避免光线暗弱的环境,使眼睛处于球松休息的状态,以防止由于暗环境而激发青光眼的发作。

坚持定期复查 青光眼患者要在医生指导下定期复查。如果平时突然有眼胀疼、视物不清等症状时,要及时就诊。

避免情绪波动 青光眼常被称作“气蒙眼”。青光眼的急性发作,大多数是在着急、生气等情绪波动的情况下诱发的。因此,青光眼患者平时要避免一切不良刺激及急躁易怒、忧郁伤感等负性情绪,学会自我调节、自我控制,保持平衡心态,以减少青光眼发作的诱发因素。

时光可期篇6

关键词:南宁市;水果黄瓜;大棚;小气候评价;调控

水果黄瓜是近几年广西地区保护地种植的黄瓜新品种,因其富含丙醇二酸、黄瓜酶等活性物质和大量的维生素E,具有较强的保健功能而迅速成为市场上较为畅销的蔬菜水果兼用产品。南宁地区大棚水果黄瓜全年均可栽植,一节多瓜,生长势旺,每667 m2产量3 000 kg,按平均6.0 元/kg计算,每667 m2 产值18 000 元,经济效益可观,越来越受到农民追捧[1]。大棚早春越夏种植,早期温度低,可采用保护地育苗,结果期气温高,植株生长快,果实发育快,适宜其高效生长,且采收周期长,效益可观。但水果黄瓜生长期易遭受光照不足、昼夜气温偏高、温差小、空气湿度高等不利气候条件影响,导致产量降低,品质下降等问题。试验在获得南宁地区大棚小气候特征的科学数据基础上,对水果黄瓜生长期的气象条件进行分析并做出评价,提出小气候调控措施,为水果黄瓜大棚生产提供气象技术指导。

1 南宁市气候概况

南宁市位于广西南部,东经107°45′~108°51′,北纬22°13′~23°32′,地处北回归线南侧,受海洋气候调节,属亚热带季风区,阳光充足,雨量充沛,

霜少无雪,年平均气温21.7℃左右,年均降雨量达

1 008 mm[2]。相对而言,南宁市夏季潮湿,冬季稍干旱,干湿季节分明,春秋两季气候温和,雨季在夏天,气候条件优越,比较适宜各种热带、亚热带蔬菜种植。在南宁地区多采用设施栽培水果黄瓜,为减少换茬的次数,多选择无限生长、采收周期长的强雌性品种,春夏多选用戴多星、碧玉等品种[3]。一般春季栽培,2月播种,4月上旬即可开花结瓜,采收周期延长至10月。

2 南宁市大棚种植水果黄瓜的气候评价

2.1 光照

水果黄瓜喜光,也较耐弱光,光饱和点一般为55~60 klx,光补偿点为2~10 klx,最适光照度为40~50 klx。光照充足时,植株生长强壮,株型紧凑,叶片厚大,产量高;光照不足时,植株易徒长,叶片薄,抗病性弱,并出现化瓜现象[4]。大棚的利用可降低光照强度,避开高温、高光强环境对水果黄瓜生长的不利影响,但若遇阴雨多云天气,则易导致光照不足。水果黄瓜在南宁市的主要生长期为3~10月,即春季至秋季。由表1可见,晴天条件下,棚外自然光可达到水果黄瓜生长的光饱和点,而棚内平均光照强度均在最适光照强度以内,但春秋季棚内外光照强度与光饱和点相差11~16 klx,夏季棚内外光照强度与光饱和点相差8~13 klx;多云天气条件下,棚内平均光照强度比水果黄瓜最适光照度下限偏低2~5 klx,与光饱和点相差21~26 klx;阴天条件下,棚内的平均光照强度接近或略高于光补偿点,光照明显不足。

2.2 温度

水果黄瓜性喜温暖,不耐低温,其生长适温为白天24℃,夜间18℃,当气温低于11℃或高于35℃时即发生生理障碍,40℃以上则引起落花落果[8]。由表2可见,南宁市早春越夏种植水果黄瓜的生长季节在2~10月,这期间棚内平均最低温度均高于其生长温度下限11℃,但5~9月棚内平均最高温度均高于其生长温度上限35℃,其中6~8月高于40℃,不适宜水果黄瓜生长。水果黄瓜对昼夜温的要求在不同生长期不同。

①浸种催芽 水果黄瓜种子发芽的最适温度为24~26℃,温度低出芽慢,温度超过35℃,发芽率明显降低。在栽培中一般55℃温汤浸种,26~28℃恒温催芽,1~2 d种子露白时播种[9]。南宁市早春种植一般在2月上中旬开始播种,此时大棚气温远远低于24~26℃,需采用人工加温催芽。

②播种期 播种到出苗期要求昼夜温度保持在25~30℃,当有80%左右种子破土出苗后适当降低温度,白天20~25℃,夜间13~16℃,如果夜温超过17℃,幼苗明显徒长[9]。南宁地区一般2月播种,至移苗缓苗期10 d左右,由表2可见,2月棚内平均昼温18.1℃,低于出苗期及出苗后要求的25~30℃;棚内平均夜温14.6℃,在出苗前要注意增温,出苗后较适合幼苗夜间生长。

③幼苗期 从真叶出现到具有4~5片真叶为幼苗期,约20 d,要求白天保持在25~30℃,夜间控制在13~17℃,夜间温度超过18℃会导致雄花增多雌花减少,影响产量[9]。南宁地区幼苗期主要集中在2月中下旬至3月上旬,由表2可见,2月和3月棚内平均昼温分别比育苗最适温度低7~12℃,3~8℃;2月棚内平均夜温为14.6℃,在幼苗生长的最适夜温内,但接近最适夜温下限。3月棚内平均夜温为18.4℃,高于幼苗生长最适夜温上限1.4℃。

③定植期至开花结果期 苗龄20~25 d,3叶1心至4叶1心时及时定植,定植后至第一条根瓜坐住为开花结果期,大约20 d。定植后1周内保持白天25~30℃,夜间18~20℃缓苗,之后白天棚室温度保持25~28℃,夜间15~20℃,中午前后不要超过30℃[9]。南宁地区一般3月上旬定植,20 d左右开花授粉。由表2可见,3月棚内平均昼温21.7℃,比该时期水果黄瓜生长最适昼温下限值偏低3.3℃;棚内平均夜温18.4℃较为适宜。

④结瓜期 自根瓜坐住至拉秧为结瓜期。南宁地区4月上旬进入结果期,直至10月拉秧。期间要求白天25~30℃,夜间15~20℃,超过28℃要放风。进入盛果期后,白天温度应保持25~30℃,夜间15~17℃,扩大温差有利于果实生长。由表2可见,4月和10月的棚内平均昼温分别为26.4℃和28.2℃,在其生长最适温度范围内,5~9月春末至秋初阶段棚内平均昼温为30~33℃,高于水果黄瓜最适昼温,容易造成呼吸消耗高于光合积累,产生生理为害,不利其生长;4~9月棚内的平均夜温均在20℃以上,高出其最适夜温上限温度2.7~9.1℃,导致昼夜温差缩小,不利于果实生长。

2.3 湿度

水果黄瓜喜湿、怕涝、不耐旱,要求空气相对湿度为60%~70%,过高易引发病害。相反,水果黄瓜对土壤湿度的要求较大,因此只要增强基质湿度,就可增强水果黄瓜对空气干旱的忍耐力,还可减轻病害[5],生产中应尽量保持空气湿度在60%~70%。

在不受病害干扰前提下,保持空气湿度60%~70%,有利于黄瓜光合作用[8]。当棚内相对湿度达85%~90%时,叶缘开始出现水滴,湿度超过95%时,叶片上形成水膜,极易造成病害[11]。由表3可见,在3~11月,南宁市大棚内的平均相对湿度在80%左右,超过最适空气湿度10%~20%。根据空气湿度与气温呈反相关的原理,夜间及阴冷的低温时期,棚内空气湿度相对更高,要注意控湿。

3 大棚种植水果黄瓜的小气候调控

通过上述分析,南宁市自然气候条件基本满足水果黄瓜的生长需要,但需针对大棚内不利其生长的局部气候条件进行调控,以获得水果黄瓜的优质、高产和稳产。

3.1 光照

晴天天气情况下,大棚内光照基本可满足水果黄瓜的光照需求,但夏秋季高温强光时间较长,为防止产生光抑制,应加盖遮阳网或防虫网遮光,及时吊蔓改善通风透光条件,打老叶,提高光能利用率。多云天气情况下,除保持棚膜光洁外,需适时补光。阴雨天气情况下,棚内光照明显不足,容易引起化瓜等不良生长情况,可张挂镀铝聚酯反光幕,有条件的可在温室内安装阳光灯。阴雨天气转晴时,应交替打开遮阳网, 然后逐渐加大透光量,以减少骤晒造成的萎蔫,避免环境的突然变化影响植株生理状况。

3.2 温度

播种至育苗,棚内平均温度偏低,应设小拱棚保温,以利出苗;幼苗期夜间应加强控温措施;定植后前期温度偏低,可通过提高棚膜透光率、加盖覆盖物或棚内加设小拱棚等措施增温;结瓜期昼夜温度偏高,而且昼夜温差偏小,不利于果实生长,因此高温期应加强管理,注意通风降温,采取摘心等措施[12],以防高温造成植株严重早衰,亦可采用湿帘和排风扇来增湿降温。

3.3 湿度

棚内空气湿度过高,易导致气孔关闭,影响气体交换,同时使叶肉细胞处于低渗状态,使光合速率下降,且极易发生霜霉病和白粉病等病害,因此应注意调整空气湿度。生产中可采取以下措施降低棚内湿度:地面全地膜覆盖,防止土壤水分蒸发引起棚内湿度过大;上午棚温尚未升高时浇灌,下午或傍晚及阴雨天严禁浇灌;当棚内温度上升到30℃以上时要开天窗通气散热散湿,将空气湿度控制在60%~70%;夜间棚内湿度较大,要将温度控制在13℃以下;同时应加强田间管理,增强棚内通风透光,及时除草,增强植株抗病能力[11];另外,可在通风状态下采取泼撒石灰、熏烟等方式降湿[12]。

4 小结

对南宁市水果黄瓜大棚早春越夏种植的小气候分析评价得知,南宁市春夏秋三季气象条件基本满足黄瓜生长需要,但存在光照不足、温度条件稍差、空气湿度过高等缺点,制约了水果黄瓜的高效生产。因此,需有针对性地对水果黄瓜各生长期的不利气候条件进行人为干预,对大棚内小气候进行合理调控,为水果黄瓜优质、高产和稳产提供有力的技术保障。

参考文献

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[11] 尤海波,刘力勇,陈立新.温室长季节栽培水果黄瓜病虫害防治[J].吉林蔬菜,2010(1):44-45.

[12] 董红霞,柳弟贵,刘慧敏.南方塑料大棚内空气湿度调控措施研究[J].湖南农业科学,2004(4):35-37,39.

Microclimate Evaluation and Regulation on Greenhouse Fruit Cucumber Planted in Early Spring Over Summering in Nanning

CHEN Dan, LIU Yun, LU Ming

( Guangxi Agriculture Professional Technology Institute, Nanning 530007 )

Abstract: The microclimate characteristics of plastic greenhouse and the microclimate condition in planting fruit cucumber were comparative analyzed. The results showed that in the whole growing time, the illumination in greenhouse was considerably lower than light saturation point, and worse in cloudy and thick weather. During sowing time to flowering and fruit-setting stage, the average day-temperature in greenhouse was lower. During knotting melon stage, the average day-temperature and the average night-temperature in greenhouse was higher; during April to September, it was up to above 20℃, higher than the top limit of optimum night-temperature 2.7-9.1℃, and the low difference in temperature between day and night makes against the accumulation of organics in fruit. In the whole growing time, the average lowest temperature in greenhouse was higher than the lower limit of growing temperature(11℃); during May to September, the average highest temperature in greenhouse was higher than the top limit of growing temperature(35℃); during June to August, it was up to 40℃, measures should be taken to bring down the temperature. The average relative humidity inside was higher than the optimum humidity 10%-20%. So, in agriculture, the regulation and control to the microclimate should be tighten in high temperature and illumination period, ventilation and sunshade should be taken to prevent harm. Filling in light at the right moment, keeping closing to warm along with change of air; energizing compositive administration and taking measures to dehumidify in case of disease.

时光可期篇7

关键词:激光回馈;波片位相差;偏振跳变

1. 引言

波片作为位相延迟器,在与偏振光有关的光学系统中有着广泛的应用,如外差激光干涉 仪,偏振光干涉系统,偏光显微镜、椭偏仪、光隔离器、窄带光滤波器、可调光衰减器、光 盘驱动器光拾取头等等,其中波片的位相延迟误差会对系统产生影响[1]。正是由于波片在实 际光学系统中的广泛应用,波片的测量技术显得尤为重要。传统的测量方法有旋转消光法、 电光调制法、磁光调制法等,这些方法本质上都属于消光法,需要测角机构,使得整个系统 结构庞大,并且测角的精度会对测量结果产生很大的影响[2-6]。新型的测量方法包括激光频 率分裂法、激光回馈法等,激光频率分裂法精度很高,结构也很简单,但是需要对波片镀增 透膜,不适合实际生产的测量要求[7]。而激光回馈法中,待测波片在激光腔外,不需要进行 镀膜处理,而且整个系统中不需要测角机构以及高精度的检偏器,结构十分简单,因而大大 简化了测量的过程,很适合在线测量的需要。

激光回馈法是利用激光回馈中的偏振跳变现象,通过测量一个扫描周期中两个偏振态的 占空比来实现对波片的测量。由于在长期的测量过程中,很难保证激光器对于两个偏振态的 损耗完全相同,同时,波片的倾斜会造成两个偏振态的透过率不同,当两个偏振态的光强比 值发生变化时,会造成上述占空比的变化,最终导致测量结果产生误差。本文提出了一种双 向扫描测量的方法,可以从理论上完全消除这种误差源,有效地提高了该方法长期测量的准 确性。

测量装置:

图 1 激光回馈波片测量仪装置图

激光回馈波片位相延迟法的测量装置如图 1 所示,反射镜 m1、m2 及增透窗片 w 构成

半外腔单纵模 he-ne 激光器,通过控制压电陶瓷 pzt2 可以使激光器始终在中心频率附近工 作;m3 为回馈镜,反射率为 10%,由压电陶瓷 pzt1 驱动,在计算器输出的三角波信号的 驱动下做往复运动;wp 为待测波片,其快轴方向与激光器的本征偏振方向一致;d1 为光 电探测器,探测激光器的光强信号,经放大器 apm 及 a/d 转换后送入计算机处理;p 为检 偏器,与光电探测器 d2 一起探测回馈信号的偏振信息。

在测量过程中,激光器保证始终工作在中心频率处,出射的线偏振光的偏振方向与波片 的快轴方向重合,pzt1 推动回馈镜 m3 来改变外腔腔长,则我们通过探测器 d2 可以探测 到偏振跳变的波形,根据激光回馈偏振跳变的理论,当回馈腔中存在双折射元件的时候,回 馈波形会产生偏振跳变现象,如图 2 所示。

2. 偏振跳变原理及误差源分析

2.1 o, e 光等效反射率及跳变原理

关于激光回馈偏振跳变理论已有文章做过详细的论述[8]。这里对该理论进行简化性的论 述。

我们把 m2 及回馈镜 m3 等效为 f-p 腔,由于回馈镜的反射率很低,所以我们只考虑

m3 的一次反射。记 m2 的反射系数为 r2 ,透射系数为 t2 ,回馈镜 m3 的反射系数为 r3 ,由 多光束干涉理论我们可以得到此 f-p 腔的等效反射系数为

其等效反射率为:

由于 r3 很小,可以忽略二阶项,于是等效反射率可简化为

r  r  2  r  r  t 2 

而等效腔镜反射率的变化,将直接影响光强信号。所以当外腔没有双折射元件的时候,随着回馈镜的移动,光强呈现为随 l 变化的余弦波形。

当外腔存在双折射元件时,设 o 光方向为 x 方向,e 光方向为 y 方向。双折射元件产生 的位相差为 ,则此时 x、y 两个方向上的等效反射率不一样,分别为

图 2 激光回馈偏振跳变波形

当激光的偏振方向为 x 方向时,x 偏振态的等效反射率 r( x x )  r( x ) 23 ,此时由于 y 偏振光 没有出射,并未进入到外腔,所以其等效反射率 r  r2 ;当激光的偏振方向为 y 方向 时,由于 x 偏振光没有出射,并未进入到外腔,因此 x 偏振态的等效反射率 r  r2 ,y 偏振光的等效反射率 r ( y y )  r( y ) 23 。 对于激光器而言,出射激光的偏振方向取决于两个偏振态各自的损耗。而激光器的损耗与腔 镜的反射率密切相关,反射率越大,其损耗越小。假设初始激光器的偏振态为 x,l 的初始

位置位于 a 点,因此,从图 3 中我们可以看出,在 ab 段,r ( x- x ) > r( x-

,出射光保持为x 偏振态;在 b 点以后, r ( x- x )

(略,想看可以看pdf原文)

2.2 迟滞效应的影响

当 l 向相反方向运动时,按照前边的分析方法,可以得到光强信号及对应的偏振态。 我们可以得到:l 正向运动和反向运动时,等效反射率所走过的路线不一样,偏振态跳变的 方向也不一样,如图 4 所示:当 l 正向运动时,由 x 偏振态跳变到 y 偏振态,x 偏振态所占 周期比大;而当 l 反向运动时,则是由 y 偏振态跳变到 x 偏振态,y 偏振态所占周期比大。 这就是激光回馈偏振跳变现象中的迟滞效应。

我们利用这种偏振跳变的现象,可以实现对波片位相延迟的测量。根据实验的结果,我

3

4. 实验结果

图 6 为实际测量过程中的波形图。我们可以看到,x 偏振态和 y 偏振态的最大光强明显 不同,这也就说明,在整个回馈系统中,两偏振态的损耗是不同的。在长时间的测量过程中, 这种差异也会随之变化,这就对系统长期测量的一致性产生影响。通过同时测量上升沿和下 降沿的周期比,并对两个比值进行平均,可以有效的提高长期测量的稳定性。

图 7 为波片测量仪对一波片连续 8 小时测量的结果。我们可以看到,上升沿的测量结果 整体上是上升的,同时,对应的下降沿的测量结果整体趋势是下降的,因此,通过对二者进 行一个平均处理,补偿后的测量值没有明显的倾斜方向,这也就保证了该系统长期测量结

果的一致性。 由于在实际测量中,我们使用的是压电陶瓷作为驱动装置,来推动回馈镜正向移动和反

向移动,而压电陶瓷存在着迟滞效应,缩短时的曲线线性度不是很好,会对测量结果造成影 响。我们可以通过以后的工作改进系统,改变驱动的形式来消除这部分造成的误差。

5. 结论

时光可期篇8

关键词:寄生蜂,滞育,光周期,温度,湿度

滞育是对先于不利条件的环境变化刺激的一种生理反应,是一种低代谢活动的生理动态,通常在环境条件仍有利于昆虫继续发育时即被诱导,它是昆虫长期适应不利环境条件而形成的种的遗传特性。一经进入滞育,必须在一定的物理或化学刺激下,才能打破滞育,否则即使恢复到适宜环境条件也不能恢复生长发育[1~4]。滞育现象普遍存在于昆虫及其他节肢动物中,是昆虫使其生活周期与季节性条件变化相一致以抵御不利环境的一种基本手段,对维持昆虫种的延续具有重要意义。

膜翅目寄生蜂属寄生性天敌昆虫,其在农林业生产中发挥着不可替代的重要作用,对田间害虫具有良好的防控效果。随着人们对寄生蜂的生物生态学、大规模繁殖利用技术以及田间释放技术等研究的不断深入,寄生蜂的滞育研究也逐渐成为关注的焦点。目前,对寄生蜂滞育的研究主要涉及茧蜂科、姬蜂科、赤眼蜂科、金小蜂科以及跳小蜂科等。其中,研究内容较多,涉及类群比较广泛的有茧蜂、姬蜂和赤眼蜂等。主要研究内容集中在对滞育的环境调控、发育生物学和生理学以及外源激素对滞育的影响等方面。此外,滞育在寄生性天敌昆虫中的应用研究也成为近年来的一大热点。本文主要就环境因子对寄生蜂滞育的影响以及滞育在寄生蜂生产中的应用作以介绍,为寄生蜂的滞育研究工作提供参考。

1光周期

在各种环境因子中,光周期是季节性变化最精确也是最有规律的,是昆虫预测季节变化最可靠的信息,因此光周期成为大多数昆虫滞育诱导的主要因子。光周期对昆虫滞育的影响是多方面的,是一个动态过程,相当复杂[4]。

光周期反应最重要的特征是其临界光周期,当日长低于或高于临界光周期时,滞育即被诱导。不同种的昆虫其临界光周期不同,如螟卵啮小蜂Tetrastichusschoenobii的临界光周期在12h~12.5h之间[5],而寄生苜蓿绿夜蛾的茧蜂Diolcogasterfacetosa在室内恒温24℃及在田间自然条件下,临界光周期在LD13:11和LD14:10之间[6]。

昆虫滞育诱导的光周期反应类型共有长日照反应型,短日照反应型、短日照-长日照反应型和中间日长反应型等四种[7]。在寄生蜂滞育诱导的光周期反应中,大多数种类属长日照型,如黑腿绒茧蜂Cotesiamelanoscela,中红侧沟茧蜂Microplitismediator,微红绒茧蜂Cotesiarubecula,螟卵啮小蜂Tetrastichusschoenobii等。少数种类为其他类型,如寄生潜叶蝇的某姬小蜂Chrysocharispubicornis为短日照型,在夏季以幼虫滞育,随温度和光照增加,滞育个体的比例增加[8]。寄生榆尺蠖Ennomossubsignarius的跳小蜂Ooencyrtussp.为长日照-短日照反应型[9]。这可能与寄生蜂营寄生性生活,其生活周期与寄主及季节性环境变化保持同步有关,同时也是在长期进化过程中寄生蜂产生的一种适应性,使其能够充分利用环境资源度过不利的生物和非生物条件。

长日照型昆虫在长日照条件下生长、发育和繁殖,而在秋季或冬初短日照下发生滞育。如德克萨斯州平原棉田内的茧蜂Braconmellitor种群在早秋开始滞育,至十月末所有个体全部进入滞育[10]。在加拿大马尼托巴,秋季短日照和低温能诱导Microctonusvittatae滞育[11]。固定光照和恒定温度下,将黑腿绒茧蜂Cotesiamelanoscela置于不同光周期下时,其显示一个典型的长日照反应:长日照(>18h)促进持续发育而短日照(<16h)诱导预蛹滞育[12]。

通常,低温和短光照相配合更能促进寄生蜂的滞育诱导。例如,中红侧沟茧蜂Microplitismediator在17℃~26℃、光照时间10h~14h范围内,随温度降低和光照时间的缩短,滞育率明显提高[13]。Pivnick的室内试验也表明,低温和短日照是中红侧沟茧蜂Microplitismediator滞育诱导的主要因子,16℃、LD12:12或LD14:10条件下,几乎所有个体进入滞育,滞育率分别为100%和90%;但在16℃或21℃,LD16:8条件下及21℃、LD12:12条件下,均不能进入滞育[14]。类似情况亦出现在螟卵啮小蜂Tetrastichusschoenobii的滞育诱导中,温度为18℃时,光照时数分别为8h、11h、11.5h时,螟卵啮小蜂几乎全部发育到老熟幼虫阶段时进入滞育[5]。

此外,寄生蜂的光周期反应还具有温度补偿和温度敏感等特点。温度补偿的光周期反应是指在昆虫生长发育的生态温度范围内,滞育的诱导强度取决于光周期,而受温度的影响较小[15]。如无网长管蚜茧蜂Aphidiuservi在15℃、LD10:14时,几乎所有个体进入滞育,而相同温度下,光周期为LD14:10时,滞育个体的比例却几乎下降到0%[16]。温度敏感的光周期反应是指温度对光周期诱导的滞育有较大影响,尤其对临界日长影响较大。例如,无网长管蚜茧蜂Aphidiuservi的临界日长在15℃时为11.7h[16],而在12℃下,其临界日长延长到12.3h[17]。光周期反应中的温度补偿效应和温度敏感效应在寄生蜂的生活史中具有重要的生态适应意义,它确保了寄生蜂在不利条件下仍可适时进入滞育,以避免下一代的发生,从而避免了下一代面临不利于其生存的高温、冬季寒冷、干旱或寄主的缺乏等恶劣条件,保证种的繁衍和生存。

2温度

温度是仅次于光周期影响昆虫滞育的重要环境因子之一,其通过多种途径影响滞育的诱导、发育或解除。它不仅能决定滞育的发生,调节甚至抵消光周期的滞育诱导效果,而且能改变昆虫的临界光周期或影响滞育诱导强度。

李学荣等报道低温是诱导烟蚜茧蜂Ahpidiusgifuensis滞育的主要因素,不同温度、光周期以及温光组合条件下,光周期的诱导作用不明显,而将烟蚜茧蜂Ahpidiusgifuensis置于0℃下处理30d,有60%以上的个体能进入滞育[18]。同样,低温也是诱导广赤眼蜂滞育的主要因素,15℃下当代就可诱导其滞育,滞育率达91%以上,且在此温度下,光照时间长短对滞育率无显著影响[19]。由此可见,温度在某些寄生蜂类群中常是决定其滞育的主要因素,而光周期的作用则不明显。此外,温度也能调节或抵消光周期对寄生蜂滞育诱导的影响,如在临界光周期范围内,微红绒茧蜂Cotesiarubecula的滞育反应可被温度改变[20]。高温往往会减少甚至抵消菜蛾盘绒茧蜂Cotesiaplutellae滞育的发生,在LD11:13条件下,当温度从17℃上升到20℃时,滞育率下降,到25℃时滞育率几乎为零[21]。与此类似,短光照对中红侧沟茧蜂Microplitismediator滞育诱导的影响也可被高温抵消:室内试验表明,26℃下,短光照不能诱导滞育[13]。

在温度敏感的光周期反应中,温度对光周期诱导的滞育有较大影响,甚至能改变昆虫的临界光周期。如中红侧沟茧蜂Microplitismediator在l6℃时诱导滞育的临界光周期是LD7.03:16.97和LDl2.2l:11.79;而在18℃时为LD6.75:17.25和LD12.03:11.97[22]。18℃时,红足侧沟茧蜂Microplitiscroceipes的临界光周期为LD11:13;但将其置于21℃下时,其临界光周期变为LD10.5:13.5[23]。

自然条件下,昆虫是生活在以24h为周期的温度循环中和季节性变化温度中的,虽然相比光周期,温周期的变化更大,但每日温周期循环也是可预测的季节性变化,并影响昆虫的滞育诱导。目前,温周期对寄生蜂滞育诱导的影响只在少数种类中被报道,如红足侧沟茧蜂Microplitiscroceipes在持续黑暗条件下,18℃:27℃的温周期诱导其滞育,其临界低温期长度约为13h(18℃:27℃)[24]。完全黑暗条件下,温周期为CT20:4(12℃:27℃)时,贪婪反颚茧蜂Alysiamanducator的滞育诱导被维持[25]。

3湿度

湿度常不是滞育诱导的主要因子,它主要通过改变光周期和温度的刺激反应而影响滞育的诱导。如湿度增加能降低松毛虫赤眼蜂Trichogrammadendrolimi浙江种群的滞育率,但对吉林种群影响较小[26]。光周期对黄痣黑瘤姬蜂Pimplatarionellae的滞育诱导效应可被湿度改变[27]。通常,一些以卵滞育的昆虫对湿度较为敏感,虽然成虫期的光周期和温度对卵的滞育起决定作用,但低湿条件明显降低了其对滞育的诱导。

目前,湿度影响寄生蜂滞育的报道较少,只在少数寄生蜂的滞育研究中有所涉及。湿度因子的影响作用尚未受到重视,可能在将来这会成为滞育研究的一个方向。

4滞育在寄生蜂生产中的应用

寄生蜂生产中滞育特性的应用,不仅可以延长寄生蜂产品的货架期、防控作用时间,还可以提高寄生蜂的抗逆性和繁殖力,这对寄生蜂发挥生物防治作用,增强其防控效果具有重要意义。但目前我国对寄生蜂滞育的研究尚处于试验阶段,真正得到生产应用的种类较少,研究涉及的种类也不多,有报道的仅有几种,如茧蜂科有中红侧沟茧蜂[13,22]、烟蚜茧蜂[18]及菜蛾盘绒茧蜂[28]等,赤眼蜂科有广赤眼蜂[19]、松毛虫赤眼蜂[26]和甘蓝夜蛾赤眼蜂[29]等,其他寄生蜂有螟卵啮小蜂[5]、泉蝇茧蜂[30]、以及枯叶蛾平腹小蜂[31]等。国外的研究则相对较多,主要以茧蜂、赤眼蜂和姬蜂的研究为多,其他种类还包括金小蜂、跳小蜂、黑卵蜂以及蚜小蜂等。

为了延长产品的货架期,可以利用寄生蜂的滞育特性诱导其进入滞育,在需要时再打破其滞育。货架期的长短取决于寄生蜂滞育持续时间的长短,滞育持续时间长短因种而异,如国外研究表明中红侧沟茧蜂Microplitismediator滞育期可达120d[14],而国内研究则可长达240d[13]。红足侧沟茧蜂Microplitiscroceipes滞育状态也能维持240d之久[32~33]。赤眼蜂Trichogrammamaidis在3℃下滞育储存可达12个月[34]。

但有些寄生蜂因滞育时间较长,人工繁育可利用的时间较短,反而增加了繁蜂工作的困难。如枯叶蛾平腹小蜂每年有7个月的滞育期,人工繁育可利用的时间仅4个多月,而在冬季通过提高对枯叶蛾平腹小蜂繁蜂时的温度,能使其滞育期缩短到2个月左右,能增加四代繁蜂时间,并能在全年中的2~10月进行繁蜂,使利用该蜂防治松毛虫成为可能[31]。这样通过人工缩短其滞育期,不仅可以增加繁蜂代数以提高繁蜂量,而且可以延长其防控作用时间,达到更好的防治效果。

此外,经过滞育的寄生蜂,其抗逆性和繁殖力往往会提高,在田间防治中寄生率也高于非滞育个体,能显著增强其防控作用。如滞育后的广赤眼蜂Trichogrammaevenescens生活力强,耐冷性好,羽化整齐,繁殖力高,能显著提高田间防治效果[19]。

目前,滞育在生产中的应用尚未进入实质性阶段,得到应用的例子还不多见。随着对滞育研究的深入和扩展,滞育在寄生蜂生产中的应用也一定会得到进一步的推广和发展。

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