盐渍和涝渍对棉苗生长和叶片某些生理性状的复合效应

 以陆地棉鲁棉研17和鲁棉研28为材料,以无盐正常供水为对照,研究了在盐渍、涝渍和盐涝复合胁迫14 d后棉苗干物质积累、叶片光合速率、叶绿素荧光参数和叶绿素含量等的变化。结果表明,盐渍、涝渍和盐涝复合胁迫都显著影响两个品种的光合速率和干物质积累。盐渍对棉苗的影响程度小于涝渍,而涝渍又小于盐涝复合胁迫,盐涝双重胁迫对棉苗生长和干物质积累的抑制表现出累加效应。盐渍胁迫下叶绿素含量的下降是光合作用受抑制的重要原因,而涝渍和盐涝胁迫下光合速率下降可能是叶绿体结构和PSⅡ稳定性的下降引起的。     

甜瓜幼苗不同叶位SPAD值与叶绿素含量的变化规律及相关性

甜瓜两叶一心期是幼苗植株对低温弱光敏感时期。明确该时期甜瓜不同叶位SPAD值与叶绿素含量的变化规律与相关性,可以为SPAD值无损预测甜瓜叶绿素含量、鉴定甜瓜耐低温弱光特性科学选择测量叶。以甜瓜自交系P148两叶一心期幼苗为试材,测量自下而上3片新叶(Y1、Y2和Y3) SPAD值和叶绿素含量,利用SPSS 13. 0软件OneWay-ANOVA程序和Correlation程序,分析甜瓜两叶一心期3片新叶叶绿素a、b和a+b含量的变化规律和与SPAD值的相关性;最后使用Regression程序,选择SPAD值与叶绿素含量相关系数最大的叶位,建立SPAD值与叶绿素含量回归方程,以此叶位作为甜瓜两叶一心时期利用SPAD值预测叶绿素含量的测量叶。结果表明,甜瓜两叶一心期叶片SPAD值和叶绿素含量随着叶位升高而增加,Y3的叶绿素含量极显著地高于Y1和Y2; 3个叶位叶绿素含量与SPAD的相关性随着叶位升高而降低,Y1的Chla+b含量与SPAD值的相关性最高,建立回归方程:y(Chla+b)=0. 032x(SPAD)-0. 141,决定系数(R~2)=0. 699; Y3的叶绿素含量与SPAD值无显著相关性。最终选择该时期第一片新叶作为利用SPAD值无损预测甜瓜叶绿素含量的测量叶,为批量筛选甜瓜耐低温弱光材料提供可操作方案。     

10个黑麦草品种叶片SPAD值、叶绿素含量和蛋白质含量的相关性研究

为了了解不同黑麦草品种的叶片SPAD值与叶绿素含量及蛋白质含量的关系,通过测定了10个黑麦草品种叶片SPAD值、叶绿素和蛋白质含量,对这10个品种的SPAD值、叶绿素和蛋白质含量进行了比较,同时分析了SPAD值与叶绿素含量和蛋白质含量的关系。结果表明：10个黑麦草品种SPAD值、叶绿素含量和蛋白质含量之间差异显著,其中A25、A22品种在SPAD值、叶绿素含量及蛋白质含量都优于其他品种。10个黑麦草品种SPAD值与叶绿素含量、蛋白质含量直线回归显著。这为进一步利用SPAD值来判断黑麦草的叶绿素含量和蛋白质含量提供了依据。     

采用SPAD仪进行甜菜氮素营养诊断技术研究

为研究甜菜大田栽培及生产过程中氮素的营养状态,以便及时补充氮素亏缺,使用SPAD-502仪(soil plant analysis development)测定了甜菜叶片不同叶位和叶序的SPAD值,发现SPAD值的分布特点及其规律性,建立了基于SPAD值的氮素营养快速诊断方法。试验设计了室内盆栽及田间试验,对不同基因型、不同发育阶段甜菜叶片不同叶位叶序的SPAD值进行测定,统计并分析SPAD值与叶片的叶绿素含量及植株全氮含量的相关性。结果表明：甜菜叶片SPAD值在不同叶位及叶序上有差异,其中叶片尖部SPAD最大值出现的次数与叶片侧缘部和叶片基部相比较有较明显优势,施氮及不施氮处理均达到50%以上;4~6片真叶期后最高叶片SPAD值与测得的同株叶片的SPAD值有较显著的相关性,所以最高叶片的叶片尖部可作为甜菜叶片SPAD值的最适测定部位;增加施氮量能提高叶片SPAD值;不同品种间叶片SPAD值也有差异;SPAD值与不同发育阶段甜菜叶片的叶绿素含量以及植株全氮含量分别建立线性方程,拟合后发现叶片SPAD值和总叶绿素含量之间为极显著相关,与植株含氮量之间为相关性显著。因此,利用叶片SPAD值可实时监测甜菜生长与光合效应,进行氮素营养的快速诊断。     

氮肥和DPC用量对棉花叶片叶绿素含量和SPAD值的影响

 在大田条件下研究了氮肥和缩节胺（DPC）用量对中早熟棉花品种豫杂35和早熟品种银山1号叶片叶绿素含量、SPAD值的影响。结果表明,随着施氮量或DPC用量的增加,两个品种的叶片叶绿素含量和SPAD值均呈增加趋势。叶片叶绿素含量和SPAD值呈正相关关系,但生育后期叶绿素含量的下降明显快于SPAD值,表现为吐絮期的叶绿素含量显著低于盛铃期,而吐絮期的SPAD值与盛铃期差异不显著。因此,在DPC化控条件下,仍可使用SPAD值进行棉花叶色诊断,但应注意生育后期SPAD值与叶绿素含量的不同趋势。     

不同养分配施对‘云烟87’叶绿素与SPAD的影响

为探讨N、P、K、S配施对烤烟叶绿素和SPAD的影响,以福建优质烤烟品种‘云烟87’为研究对象,通过二次通用旋转组合设计,研究不同施肥对SPAD值与叶绿素的影响及其相关性。结果表明：烤烟不同生育期不同施肥处理对SPAD值与叶绿素的影响差异明显,无氮处理在整个生育期SPAD值与叶绿素含量均最低,与其他处理间差异均达显著水平;多氮处理SPAD值与叶绿素含量在整个生育期均未达最大值。从团棵期到旺长期,随烤烟生长和叶片展开,叶中处SPAD值与均值间差异未达显著水平（除处理13、17外）,因此推荐测定SPAD的最佳部位为叶中处。用SPAD快速诊断烤烟叶片的叶绿素是可行的,但不同时期SPAD值与叶绿素相关性不同,团棵期SPAD值与叶绿素具有较好的二项式相关关系,叶绿素总量的回归方程为y=-0.0085x2+0.6803x-10.911 (r=0.7483),旺长期SPAD与叶绿素具有较好的乘幂相关关系,叶绿素总量的回归方程为y=0.004x1.7371 (r=0.8514)。     

水稻叶色RGB组分与SPAD的关系研究

为在计算机上实现水稻叶片颜色的虚拟显示,建立水稻叶片颜色R(red) G(green) B(blue)组分随叶片叶绿素相对含量SPAD值动态变化的模拟模型。本研究以生产上推广的‘金优458’和‘中嘉早35’ 2个水稻品种的主茎叶色为研究对象,分别研究了2个水稻品种的叶绿素SPAD值随生育进程的动态变化规律和叶色RGB组分与SPAD值间的关系,并用Microsoft Excel软件进行了曲线拟合。研究结果表明,2个不同的水稻品种在返青至抽穗期内,SPAD值随有效积温的增加而增大,两者近似线性关系;SPAD值在20~50范围内,叶片的RGB组分与SPAD值也呈线性关系,并由拟合的曲线得到了叶色R、G、B与SPAD的水稻叶色模拟模型。通过对模型的检验,其RMSE均方根差值分别为4.56、4.73和3.55,它们之间呈极显著相关性;表明该模型可以用SPAD值的动态变化来描述水稻叶色的变化过程。     

棉花氮素和SPAD值叶位分布规律研究

 在盆栽和大田氮肥试验的基础上,研究棉花氮素和叶绿素含量（SPAD值）随叶位的空间分布特征,并对不同叶位叶片的含氮率、SPAD值之间及其与总叶片含氮率和植株含氮率之间的相关性进行了分析。结果表明棉花不同叶位叶片含氮率、叶绿素含量、SPAD值均存在差异,增加施氮量能提高叶片含氮率、叶绿素含量和SPAD值,同时减小叶位间的差异;SPAD值对氮素的敏感性为倒4叶最高,倒2叶最低,而倒1、倒3叶的敏感性排序因品种不同而不同;蕾期、初花期和盛花期均以倒4叶与总叶片及植株含氮率相关系数最高;且适宜氮素水平下,初花期倒4叶SPAD值的变异系数最小。以某一特定叶片的SPAD值或以叶色差的大小来诊断棉花氮素营养状况时,倒4叶是较为理想的指示叶。     

应用SPAD-502进行小麦氮素营养诊断的初步研究

试验研究分析了小麦在不同氮素水平下氮素和叶绿素计值(SPAD,SoilandPlantAnalyzer Development)的叶位分布特点,以及小麦叶片氮素含量和SPAD值的相关性,探讨应用SPAD-502进行小麦氮素营养诊断的理论依据。通过沙培试验,利用叶绿素仪SPAD-502测定了不同氮素水平小麦(新春11号)在不同生育时期(分蘖期、拔节期)叶片的SPAD值、叶绿素含量及植株全氮含量,在此基础上分析了小麦叶片的SPAD值与植株叶绿素含量、全氮含量的关系,目的在于为SPAD快速诊断施肥法在小麦等作物上的应用提供理论依据。结果表明:叶绿素与小麦不同叶位叶片SPAD值含量呈显著正相关;全氮含量与小麦叶片SPAD值呈正相关,因此,可以用SPAD值估算全氮含量,从而为小麦氮素营养状况提供诊断,但是全氮含量与不同叶位SPAD值的关系表现不一致。     

基于随机森林法的棉花叶片叶绿素含量估算

为了高效和无损地估算棉花叶片的叶绿素含量,本研究测定了棉花光谱反射率及叶绿素含量(soilandplant analyzerdevelopment,SPAD)值,对光谱数据进行包络线去除处理、立方根转换和倒数转换,以SPAD值与反射光谱之间的相关性为基础,通过随机森林法筛选出对棉花叶片SPAD值影响较大的特征波段,构建估算棉花叶片SPAD值的BP神经网络(back propagation artificial neural networks, BP ANN)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)两个模型。结果表明,在605～690nm范围内的反射率与SPAD值相关性达0.01显著水平,均呈负相关,相关系数最高值为-0.619。与原始光谱相比,经过变换后的棉花反射率与SPAD值相关性结果相差较大,其中去除包络线光谱在550～750 nm波段范围有效提高了相关性,相关性效果优于倒数转换数据和立方根转换数据。随机森林法能够有效评出对SPAD值影响较大的特征波段,进而提高模型估算精度。在两种模型中,基于去除包络线光谱建立的PLSR和BP神经网络模型的决定系数R~2分别为0.92、0.83,说明这两种模型的估算能力较好;两种模型RMSE分别为0.88、1.26, RE分别为1.30%、1.89%,表明PLSR模型的估算精度比BP神经网络模型高。从模型的验证效果来看,PLSR模型在估算棉花SPAD值方面有一定的优势和参考价值。     

基于叶片SPAD的棉花氮营养指数估算研究

为了探究不同施氮处理对棉花叶片SPAD值、生物量和氮营养指数(NNI)的影响,通过两年田间试验,设置5个施氮水平（即0、120、240、360、480 kg/hm²）,开展棉花叶片SPAD值、氮素吸收分配规律和生物量变化的研究。研究结果发现：棉叶SPAD值随施氮量增加呈增加趋势,在N4处理下获得最大值;建立棉花氮浓度稀释模型：N_c=3.02W_max^-0.24,分析表明棉叶SPAD与NNI之间呈正相关关系,相关系数R²为0.05~0.74;经验证,棉花不同生育时期的模型模拟性能较好,出苗后97天时相关系数达到最大。棉花叶片SPAD值与临界氮浓度存在显著的正相关关系,可以作为棉花氮营养诊断的指标。     

淹水胁迫下辣椒种子生理生化响应研究

为了促进辣椒抗涝品种的选育,解决辣椒生产上的涝害问题,通过研究淹水胁迫对辣椒种子生理生化的影响,为辣椒抗涝品种选育提供理论基础。以生产上对水涝敏感度低、中、高的3个辣椒品种‘S15’、‘A46’和‘A77’的种子为材料,研究淹水胁迫0 h、10 h、5天、10天、15天、20天后的种子发芽率和发芽势的变化,以及不同淹水时间对SOD、POD、CAT、GR、AMS和LPS等酶活力,PRO和可溶性糖含量,超氧阴离子、羟自由基含量的影响。研究发现,不同水涝敏感度种子对水涝的响应不一。淹水20天后,‘S15’的超氧阴离子、羟自由基含量最低,Pro和可溶性糖含量最高,谷胱甘肽还原酶活性最高;‘A77’的可溶性糖含量最低,SOD、CAT活性最低,超氧阴离子、羟自由基含量最高。隶属函数分析结果表明,不同种子对淹水胁迫的响应差异随着淹水时间的延长不再产生较大差异,5天可作为辣椒抗涝鉴定淹水胁迫的最佳时间。研究认为,不同辣椒种子表现出的耐涝性与生产实际一致;各项生理生化指标相关性不显著,均可作为辣椒品种抗涝性的鉴定指标。     

不同成熟度烟株根际土壤无机氮含量与叶片SPAD值及氮含量的相关性分析

采用田间调查与室内检测相结合的方法,对云南省玉溪市澄江县烤烟生产上封顶后10～12天的不同成熟度烟株进行分析研究.结果表明,烟株根际土壤无机氮含量直接影响烟株成熟度及叶片全氮含量,而土壤水解氮(有效氮)含量高低对其基本无影响;正常落黄烟株的根际土壤无机氮含量为52.4～58.8mg/kg,5叶位、10叶位、15叶位及2...     

S3307对始花期和始粒期淹水绿豆光合作用及产量的影响

淹水胁迫是作物生长发育过程中遭受的主要非生物胁迫之一,探究提高绿豆耐淹性的机制对绿豆抗涝栽培具有重要意义。本文在2017—2018年以耐淹性不同的绿豆品种绿丰2号和绿丰5号为试验材料,采用盆栽方式探究了烯效唑(S3307)对淹水胁迫下绿豆叶片生理、光合作用及产量的影响。结果表明,在不同生育时期淹水胁迫下,绿豆叶片的叶绿素含量(SPAD)及光合特性参数均显著下降,丙二醛(MDA)含量显著增加,始花期(R1期)淹水胁迫下绿豆的减产率为24.70%～33.63%,始粒期(R5期)减产率为18.07%～28.87%。2个绿豆品种均表现为R1期受淹水胁迫危害程度大于R5期,绿丰2号耐淹性强于绿丰5号。喷施S3307后显著提高淹水胁迫下绿豆叶片的SPAD、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),并显著降低了MDA含量。绿豆在R1期淹水胁迫下的缓解率为28.91%～52.34%,R5期缓解率为13.77%～27.36%。表明叶面喷施S3307可有效提高淹水胁迫下绿豆叶片的生理功能及光合能力,进而降低减产幅度,但不同淹水时期和绿豆品种对S3307的调控响应存在差异。     

光照对芦苇生物生产力及光合能力的影响

为研究水陆交错带优良造林材料芦苇(Phragmites australis)对光照环境的响应规律,选择水岸不同光照生境分布的芦苇种群为对象,测定分析光照强度对芦苇生长、生物量积累及光合能力的影响规律。本试验在野外原位观测全光照和林冠遮荫条件下芦苇株高、地径、叶片SPAD值以及叶绿素荧光参数的基础上,采用全株收获法进行不同器官生物量的室内测定。结果表明：（1）林冠遮荫条件下,芦苇株高、叶片生物量和茎生物量比全光照条件下分别高30.95%,56.08%和84.37%;芦苇株高与地径和茎干重达到极显著正相关水平,分别为0.692、0.875。（2）种光照条件下的芦苇叶片的SPAD值存在显著差异;林冠遮荫条件下,芦苇叶片SPAD值大于全光照条件下25.98%。（3）林冠遮荫条件下显著促进了芦苇叶绿素荧光参数Fm与PSII最大光化学量子产量Fv/Fm的值,分别高达34.14%、10.73%。     

基于高光谱分数阶微分的烟叶SPAD值估测

基于高光谱分数阶微分估测烟叶SPAD值,旨在提升高光谱数据估测烟叶SPAD值的准确度。首先,确定估测烟叶SPAD值的最优变换方式,并进行分数阶微分处理;然后,基于相关性分析、袋外数据(OOB)重要性、随机森林(RF)相结合的方法,筛选特征波长;最后构建烟叶SPAD值估测模型。结果表明：（1）估测烟叶SPAD值的特征波长主要有绿波段(499、500 nm),红边波段(634、636、702、703、732 nm)、近红外波段(972、1286、1289、1295、1298、1316 nm)、短红外波段(1450、1453、1456、1806 nm)。（2）以1.9阶次的特征波长所构建的RF-SPAD模型的精度最高,R²=0.690,较0、1、2阶次分别提高了22.1%、42.6%、87%,RMSE=2.799,比0、1、2阶分别减少了13.5%,20.2%,27.8%。利用1.9阶次特征波长构建的RF-SPAD模型较整数阶次模型有效提高了烟叶SPAD值的估测精度,为高光谱分数阶微分技术估测SPAD值提供了新的思路。     

氮胁迫对甜菜幼苗生理以及相关NRTs基因表达的影响

为了深入研究缺氮环境下甜菜(Beta vulgaris L.)的氮利用调控机制,并为利用分子育种以及基因工程途径提高植物的氮利用率奠定基础,本研究以甜菜幼苗‘780016B/12优’为试材,通过对其施加低氮和缺氮逆境胁迫,利用表型观察、叶绿素含量的测定以及相关基因和酶活性的应答变化分析,来研究甜菜植株在生理以及分子方面的应答机制。研究结果表明,甜菜叶片由于缺氮而表现出局部变黄,并且SPAD值显示,叶绿素含量随逆境时间呈下降趋势。qPCR表明,BvNRT2.1和BvNRT3.2基因均受到低氮和缺氮胁迫的诱导,且它们在根部的表达量要高于叶中,BvNRT2.1基因对逆境的应答更为显著。同时,随着胁迫时间的增长,甜菜体内的硝酸还原酶活性逐渐下降,但叶片中该酶的活性始终要高于根中。因此可以得出结论,低氮或缺氮逆境对甜菜幼苗的光合作用、硝酸还原酶活性造成了较为严重的影响,从而导致其生长在一定程度上受到抑制。可以推断,为了适应氮胁迫环境,甜菜自身可能通过上调硝酸盐转运蛋白基因的表达等途径来直接或间接的补偿由于环境氮缺乏或低氮造成的营养缺失,以抵御逆境伤害。     

基于无人机多光谱影像的水稻冠层SPAD值预测研究

比较筛选水稻冠层SPAD值估测模型，为无人机多光谱遥感反演水稻SPAD值提供依据。利用无人机获取水稻拔节期、抽穗期、乳熟期的冠层多光谱影像，选取7种常用的植被指数，利用3种回归方法建立基于植被指数的水稻叶片SPAD值反演模型。结果表明，在不同生育期与水稻叶片SPAD值相关系数最高的植被指数不相同，拔节期最高的是GNDVI，抽穗期最高的是CI_Green，乳熟期最高的是CI_Rededge。抽穗期是水稻叶片SPAD值反演的最佳时期，模型具有较好的建模精度和估测效果，其中多元线性回归的建模精度较高，偏最小二乘回归模型的估测效果最好。试验结果可为水稻长势的实时无损监测提供参考。     

洒金柏色素变化及光合作用响应特征

为揭示洒金柏叶色变化生理机制,以期为常色叶园林植物品种选育和推广提供参考依据,以侧柏变种洒金柏优良单株为试材,研究了枝条顶部黄叶和基部绿叶在生长期的叶色动态变化、色素含量及光合作用响应特征。结果表明：3—10月期间,洒金柏黄叶颜色呈现黄—绿—黄的动态变化过程,夏季出现一定程度的返绿现象。相同月份黄叶叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量均显著低于绿叶,类胡萝卜素与总叶绿素(Car/Chl)含量比值高于绿叶。2种叶片Chl含量呈先升高后降低趋势,Car含量先降低、随后变化平缓、最后急剧上升。另外,黄叶的光饱和点低于绿叶,相同光强下,黄叶的净光合速率(Pn)显著低于绿叶;光合指标随时间基本呈先上升后降低趋势,3—8月黄叶的Pn显著低于绿叶。而且,光合指标与Chl含量呈显著正相关性,与Car/Chl含量比值呈显著负相关性。综合分析得出洒金柏叶片呈现黄色可能是Car/Chl含量比值较绿叶高导致。     

基于回归分析的玉米冠层叶绿素含量高光谱反演分析

以长期定位氮肥梯度试验地为靶区,采集的42个玉米冠层叶片SPAD值作为训练样本,利用无人机为平台搭载高光谱相机获取玉米冠层高光谱影像,从中提取17个光谱参数,采用相关性分析方法遴选出4个与数学变换(R、lg^R、1/lg^R、1/R、\sqrt[]{R}、\sqrt[]{\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$R$}\right.})前后SPAD值密切相关的光谱参数,并用来构建一元、多元回归方程作为SPAD值一元、多元诊断模型。结果表明,光谱参数λr、Rg、SDb、NDVI与SPAD值关系最密切,该参数与SPAD值的一元归回方程具有较高的决定系数,分别为0.19、0.83、0.71、0.80,而该参数与SPAD值多元回归方程决定系数为0.93。利用训练样本之外的21个独立样本对一元、多元诊断模型进行验证分析,结果表明,基于λr、Rg、SDb、NDVI的SPAD值“多元诊断模型”具有较高的预测精度。与前人研究结果相比,本文所建立的玉米冠层SPAD值高光谱反演模型参数数量更少、决定系数更高,在高光谱或多光谱遥感与作物冠层叶绿素监测领域具有一定的参考价值。