氣候(hou)變(bian)化帶來的(de)不穩定(ding)的(de)氣候(hou)條件(jian)導致整個(ge)作物季節的(de)作物產量極不穩定(ding)，這造成了經濟損失。這些經濟和產量損失可(ke)以通過基于生物多(duo)樣(yang)性的(de)更具復原力(li)的(de)農(nong)業生態(tai)系統(tong)得到(dao)緩解。從這個(ge)意(yi)義上(shang)講，在不同的(de)環(huan)境條件(jian)下尋找(zhao)可(ke)持(chi)續，有(you)彈性且單產穩定(ding)的(de)品種(zhong)變(bian)得至關(guan)重要，尤其是在氣候(hou)變(bian)化的(de)情(qing)況下。

作(zuo)物(wu)表型(xing)目前正在(zai)尋找抗非生物(wu)和(he)生物(wu)脅迫的(de)(de)改良基因型(xing)品種。因此，對環(huan)境的(de)(de)功(gong)能和(he)產(chan)量響應(ying)的(de)(de)種內表征(zheng)應(ying)該是作(zuo)物(wu)育種和(he)選(xuan)擇計劃(hua)的(de)(de)關鍵(jian)方法。為此，必須(xu)以(yi)具(ju)有成(cheng)本(ben)效益(yi)的(de)(de)方式(shi)并(bing)切(qie)實(shi)可行(xing)(xing)地進行(xing)(xing)作(zuo)物(wu)表型(xing)和(he)品種選(xuan)擇。新(xin)技術的(de)(de)使用以(yi)及增(zeng)強的(de)(de)農業生物(wu)多樣(yang)性(xing)為改善農業可持續性(xing)和(he)作(zuo)物(wu)對氣候變化的(de)(de)適(shi)應(ying)性(xing)提供了許多有前途的(de)(de)機會。

基于快速，可擴展和非侵入性技術的植物表型可以優化對環境的反應中品種間或基因型間變異性的評估。遙感技術與功能性植物建模一起，可以在廣泛的時空尺度上評估和分析關鍵功能性狀。從紅外熱像儀得出的(de)某些熱指數(shu)，例如作(zuo)物(wu)水分(fen)(fen)脅迫指數(shu)（CWSI），已(yi)被報告為植物(wu)表型分(fen)(fen)析的(de)有效工具(ju)，涉及響應(ying)環境(jing)條(tiao)件的(de)植物(wu)水分(fen)(fen)關系。

圖為可視（RGB）圖像(xiang)

大(da)蒜(suan)在(zai)(zai)全球種(zhong)植最多的(de)(de)(de)蔥屬作(zuo)物中排名第(di)二，全球產量穩步(bu)增(zeng)長，2018年達到2850萬噸（mt）。特(te)別是在(zai)(zai)地(di)(di)(di)中海(hai)地(di)(di)(di)區，大(da)蒜(suan)是一種(zhong)分布廣泛的(de)(de)(de)農作(zuo)物，是地(di)(di)(di)中海(hai)飲(yin)食中的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)元素(su)，由于其具(ju)有(you)生物活性(xing)成分而被(bei)認為是功能性(xing)食品。但(dan)是，在(zai)(zai)當前氣(qi)候(hou)(hou)變化的(de)(de)(de)背景下，鱗莖形成對(dui)環境因素(su)（例如缺水，高(gao)溫等）的(de)(de)(de)高(gao)度敏(min)感性(xing)正威脅著這一重(zhong)要(yao)作(zuo)物。地(di)(di)(di)中海(hai)氣(qi)候(hou)(hou)的(de)(de)(de)特(te)點(dian)是季節性(xing)和年度間變化很大(da)，干(gan)旱(han)時(shi)期，干(gan)旱(han)和熱浪的(de)(de)(de)發生頻率(lv)很高(gao)。此外，在(zai)(zai)過去的(de)(de)(de)幾十年中，極端氣(qi)候(hou)(hou)事件(jian)更加(jia)頻繁，并且在(zai)(zai)地(di)(di)(di)中海(hai)地(di)(di)(di)區預計還會(hui)增(zeng)加(jia)。這給該地(di)(di)(di)區當前和未來的(de)(de)(de)灌溉資源帶來了額外的(de)(de)(de)壓力(li)。

在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)些氣候情況下，對(dui)大(da)蒜(suan)(suan)測溫以(yi)改良(liang)品種使其適應(ying)(ying)(ying)至(zhi)關重要。然(ran)(ran)而，大(da)蒜(suan)(suan)的(de)育(yu)種受到以(yi)下事實的(de)限制(zhi)：大(da)多數(shu)品種不育(yu)，并(bing)且系統發育(yu)和種子生產需(xu)要非常特殊的(de)條(tiao)件。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)種情況下，評(ping)(ping)估(gu)和了解大(da)蒜(suan)(suan)對(dui)壓力環境(jing)條(tiao)件的(de)響應(ying)(ying)(ying)，對(dui)大(da)蒜(suan)(suan)測溫，并(bing)了解已經存在(zai)(zai)的(de)基因(yin)型(xing)的(de)選擇對(dui)于(yu)適應(ying)(ying)(ying)未來與氣候變化有關的(de)環境(jing)條(tiao)件至(zhi)關重要。評(ping)(ping)估(gu)品種間對(dui)水分(fen)利用(yong)的(de)響應(ying)(ying)(ying)仍然(ran)(ran)很缺乏(fa)。在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)方面，已經強調了在(zai)(zai)植物生長和對(dui)環境(jing)條(tiao)件的(de)產量響應(ying)(ying)(ying)模(mo)型(xing)中納(na)入品種間變異性的(de)需(xu)要。它將提高(gao)最大(da)化產量的(de)效率，并(bing)開發大(da)蒜(suan)(suan)的(de)有效緩解和適應(ying)(ying)(ying)工具。

圖(tu)為大(da)蒜(suan)植物的(de)紅外(wai)熱圖(tu)像

基于(yu)非侵入性方法（紅外熱像儀）評(ping)估(gu)(gu)壓(ya)力(li)指數(shu)（CWSI），該方法將用于(yu)大蒜測(ce)(ce)(ce)溫管理。具體而(er)言，將CWSI評(ping)估(gu)(gu)為潛在(zai)的(de)有價值(zhi)指標，該指標能夠評(ping)估(gu)(gu)球莖產(chan)量響應土壤(rang)水(shui)分(fen)梯(ti)(ti)度而(er)產(chan)生的(de)品種間(jian)變異性。分(fen)別評(ping)估(gu)(gu)了兩個(ge)連(lian)續(xu)預測(ce)(ce)(ce)因(yin)子（Cp），CWSI和土壤(rang)體積含水(shui)量（VWC），并評(ping)估(gu)(gu)了分(fen)類因(yin)子品種。對(dui)這(zhe)些模型進行了測(ce)(ce)(ce)試，以(yi)確定在(zai)兩個(ge)不(bu)同(tong)的(de)地點和不(bu)同(tong)的(de)天氣條件(jian)下(xia)，三個(ge)實(shi)驗測(ce)(ce)(ce)定中五個(ge)大蒜品種對(dui)VWC梯(ti)(ti)度響應的(de)變化性。

研(yan)究表明，對(dui)(dui)作物冠層溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)監測(ce)可以(yi)作為對(dui)(dui)大(da)蒜(suan)灌(guan)溉和作物管理中的(de)(de)(de)(de)土(tu)壤水(shui)分監測(ce)的(de)(de)(de)(de)有價值的(de)(de)(de)(de)補充(chong)。此外，研(yan)究證實(shi)了(le)大(da)蒜(suan)對(dui)(dui)水(shui)分利用(yong)敏感性(xing)的(de)(de)(de)(de)品(pin)種(zhong)間變異(yi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)。通常，水(shui)對(dui)(dui)環境的(de)(de)(de)(de)限制越(yue)(yue)多(duo)，球莖生物量生產上的(de)(de)(de)(de)品(pin)種(zhong)間差異(yi)就越(yue)(yue)小。相反，在(zai)有利的(de)(de)(de)(de)環境下(xia)，品(pin)種(zhong)間的(de)(de)(de)(de)差異(yi)更大(da)。然而(er)，非限制性(xing)環境下(xia)生產力最(zui)高的(de)(de)(de)(de)品(pin)種(zhong)也表現出最(zui)陡(dou)的(de)(de)(de)(de)模(mo)型斜率，因此對(dui)(dui)水(shui)的(de)(de)(de)(de)敏感性(xing)也最(zui)高，這(zhe)應(ying)在(zai)未來的(de)(de)(de)(de)減緩氣候變化選(xuan)擇計劃(hua)中予(yu)以(yi)考(kao)慮。總(zong)體而(er)言，使(shi)用(yong)紅外熱像(xiang)儀對(dui)(dui)大(da)蒜(suan)測(ce)溫(wen)，尤(you)其是生成(cheng)特定(ding)的(de)(de)(de)(de)熱指數，例如CWSI，可以(yi)成(cheng)為在(zai)大(da)蒜(suan)種(zhong)植和品(pin)種(zhong)選(xuan)擇上的(de)(de)(de)(de)實(shi)際應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)(de)有價值的(de)(de)(de)(de)工具。

參考文獻

álvaro Sánchez-Virosta and David Sánchez-Gómez. Thermography as a Tool to Assess Inter-Cultivar Variability in Garlic Performance along Variations of Soil Water Availability. Remote Sensing. 2020.