基于主成分回归的茎直径动态变化预测方法

影响植物茎直径变化的因素有很多,除了植物的自然生长外,气象因子和土壤含水率也是十分重要的因素。以空气温度、相对湿度、气压和光合有效辐射4个温室内的主要气象因子和土壤含水率为观测对象,对处于生长末期的4株温室向日葵样本和2株西红柿样本进行监测试验。以其中一株向日葵样本为对象,对其茎直径变化的影响因素作主成分分析并建立回归模型。将试验样本上的监测数据输入模型,对向日葵样本和西红柿样本的茎直径变化量进行预测,并分别与其各自实测值比较。结果显示,该回归模型对处于生长末期的温室向日葵和西红柿茎直径动态变化有较好的预测,预测值与实测值相关分析的决定系数为0.649~0.782,均方根误差为0.029~0.143。     

夏玉米茎流和茎直径变化规律及其关系分析

通过对夏玉米生育期的茎直径微变化和茎流变化过程的监测,分析了茎直径微变化、茎流随土壤含水率和气象因子的变化规律,并对茎流与茎直径微变化之间的关系进行了分析。结果表明,茎直径微变化的日变化过程呈现明显的昼夜变化规律,白天收缩,夜间复原;茎直径日最大收缩量随含水量的升高而降低,可将其作为诊断作物水分状况的一个指标。茎流同样呈现明显的昼夜变化规律,白天茎流逐渐增大,在13:30左右达到最大值,然后减小。茎直径微变化、茎流的变化均受到太阳辐射、饱和水汽压差、空气温度、风速的影响。茎直径微变化与主要气象因子均呈负相关,茎流与其均为正相关关系。茎直径微变化与茎流之间呈负相关关系,且相关性很好。     

基于内边缘场电容效应的树干/枝水分传感器研究

茎秆水分与茎流速率是解析植物茎秆内水分传输的2个重要参数。设计了一种基于内边缘场电容效应的树干/枝水分传感器。采用有机溶液试剂法与枝条冻融法分别对传感器做了性能测试试验,证实了传感器在相对介电常数16.8~81变化范围内具有很好的线性关系(R2=0.977 2),并从冻融-干湿等价性能看,传感器反应灵敏度满足测量要求。利用枝条脱水法得到了传感器参考标定曲线,决定系数为0.992 2。温室环境下的盆栽苹果树试验证实了该传感器既可无损观测树干细胞昼夜间的充放水过程,还可感测亏水树干内膨压崩溃与恢复过程。     

气象因子对滴灌条件下核桃树茎流速率的影响

通过田间试验,利用SF-G液流传感器研究滴灌核桃树茎流速率变化规律及其与气象因子间的关系。结果表明:茎流速率的日变化在16∶00左右达到峰值;全生育期中,茎流速率先变大后减小,最大茎流速率出现在核桃油脂转化期;晴天条件下茎流速率日变化呈单峰曲线,先增后减,多云天气条件下茎流速率的日变化呈多峰曲线;核桃树茎流速率与太阳辐射和大气温度具有较好的正相关关系,与大气相对湿度呈负相关;建立滴灌核桃树茎流速率与气象因子之间的回归方程。     

温室番茄植株蒸腾变化规律及主要影响因素研究

温室作物的耗水量与植株茎流变化密切相关,掌握温室作物茎流变化可提高灌溉制度的合理性。以温室滴灌番茄为研究对象,综合考虑气象因素和作物生长状况对番茄茎秆液流(T_f)变化的影响,探索了茎流计法监测温室番茄需水量的可行性,分析了不同典型天气条件下番茄T_f的变化规律及影响因素,考虑了叶面积指数(LAI)与T_f的关系,并与称重法进行了对比,最后采用通径分析法建立了气象因子与T_f的回归方程。结果表明,不同天气条件下,番茄茎秆的T_f表现为晴天多云天阴雨天。T_f与LAI密切相关,相关系数为0.77,达到了极显著水平(P0.01),此外,采用LAI对T_f进行标准化后可减少不同植株之间的个体差异。通径分析法结果表明,气象因子与T_f之间的关系可以表示为T_f=0.213 R_s+1.536 VPD-0.305,气温和风速对T_f的影响主要是通过太阳辐射(R_s)和水汽压差(VPD)实现的,R_s对T_f的影响大于VPD。研究为基于茎流计法测定温室滴灌番茄需水量提供了理论依据。     

不同施肥处理葡萄着色成熟期茎流规律及对气象因子的响应

为探究葡萄着色成熟期在不同施肥处理下茎流速率变化规律和与气象因子的关系,以"户太8号"葡萄为研究对象,对其着色成熟期进行了茎流速率和气象因子的同步监测。结果表明,葡萄茎流呈明显的昼夜变化,日变化曲线呈"几"字形,不同施肥处理下茎流速率为:中肥低肥高肥;阴天时茎流启动和峰值迟于晴天,不同天气下茎流速率与净辐射、饱和水汽压差和气温呈正相关,而与相对湿度呈负相关;施肥量不同会改变茎流速率对气象因子的响应,净辐射是不同处理下茎流速率的主要气象影响因子,决定系数均在0.791以上。     

滇山茶茎流特征及其气象影响因子

为了深入了解茶花茎流特征这一重要生理指标,对滇山茶茎流及同期气象因子进行了1年的连续观测,利用相关分析法和错位对比法研究滇山茶茎流与气象因子的关系和茎流对气象因子的滞后情况.结果表明:茶花在夜间存在茎流现象,在11:00-17:30期间存在"午休"现象,夏季茶花茎流约6:15启动,8:00达到第1个峰值,春秋次之,冬季最晚.滇山茶茎流通量曲线在晴天呈现双峰型,茎流与温度和相对湿度相关性最好,雨天茎流通量曲线呈现多峰型,茎流与温湿度相关性较好,晴天和雨天茎流与气象因子存在时滞现象;得出结论:日出时间的季节性差异,可能导致夏季茎流启动最早,冬季最晚;滇山茶茎流形态曲线在晴天和雨天存在差异,这种差异可能是由于晴天和雨天的太阳辐射、相对湿度和空气温度的差异所导致;不同强度的太阳辐射对滇山茶的茎流具有不同的影响,晴天和雨天下空气温度、相对湿度与茎流表现出较好的相关性;茶花茎流与太阳辐射存在明显的时滞现象,结合其他气象因子对茎流的影响,建立了茎流的多元回归模型.     

日光温室条件下茄子植株蒸腾规律的研究

通过采用茎流计测定茄子植株的蒸腾速率以及小气候自动监测系统采集温室内的小气候 ,系统地研究了日光温室内茄子的茎流变化规律及其与环境因子之间的关系 ,运用回归分析法建立了主要环境气象因子与蒸腾之间的数量关系。同时还分析了不同水分处理下茄子植株间茎流的差异 ,以及同一植株不同部位的茎流差异 ,并观测了剪叶对植株蒸腾的影响     

基于茎直径和茎流复合测量的植物根压无损观测方法

植物夜间补水依靠根压。根压是研究植物水分生理的重要指标之一,但是根压测量是一个迄今尚未解决的技术难题,尤其是对草本植物,因不允许采用开窗式测量,所以具有更大的技术挑战性。为此探讨了在茎直径与茎流速率复合测量基础上,对Steppe水分存储和流动数学模型作算法换序,实现植物根压的无损动态观测。实验样本选取3株温室茄子,得到了2个独立的、连续5 d的实验数据。结果显示夜间及次日凌晨茄子样本的茎流速率为零,茎直径缓慢增长,此时间段内根压开始出现;晴天时,白天茄子样本蒸腾作用强烈,茎流速率大,茎秆收缩明显,夜间根压增幅较快;阴天时,情况恰好相反,夜间茄子样本根压幅值较小。可见,根压动态均满足茎流速率和茎直径变化的信息解译与气象数据的影响,完全符合已知的植物水分生理调节规律。因此,算法换序对无损观测茄子样本的根压是可行的,可将该方法应用于其他植物根压的无损检测。     

日光温室条件下茄子植株蒸腾规律的研究

通过采用茎流计测定茄子植株的蒸腾速率以及小气候自动监测系统采集温室内的小气候，系统地研究了日光温室内茄子的茎流变化规律及其与环境因子之间的关系，运用回归分析法建立了主要环境气象因子与蒸腾之间的数量关系。同时还分析了不同水分处理下茄子植株间茎流的差异，以及同一植株不同部位的茎流差异，并观测了剪叶对植株蒸腾的影响。     

热带桉树树干液流的时滞效应分析

[目的]探明热带桉树树干液流与环境因子间的时滞效应及其影响因素.[方法]运用Granier热扩散探针技术对海南省西北部儋州林场生长季(5-10月)桉树树干液流速率进行了实时监测,并同步监测了光合有效辐射(PAR)、大气温度(Ta)、相对湿度(Rh)和0～60 cm土壤含水率(SWC),运用错位相关法分析了液流速率与PA...     

温室滴灌条件下番茄植株茎流变化规律试验

为探明滴灌条件下温室番茄植株茎流速率变化规律及其影响因素,本文采用Dynamax公司开发的包裹式茎流计观测日光温室番茄植株的茎流变化,研究茎流速率的变化规律及茎流速率监测结果的标准化处理技术,探索植株茎流与气象因子的相互关系,分析水分胁迫对番茄植株茎流速率的影响。研究表明,采用单位叶面积上的茎流速率表征茎流变化规律可在一定程度上降低因探头安装位置不同对监测结果的影响;在充分供水条件下,影响番茄植株茎流速率的主要因子是太阳辐射和饱和水气压差,番茄植株的日茎流速率与太阳辐射呈线性关系,与饱和差呈对数关系（R2＞0.90,P＜0.01）;土壤水分状况会明显影响番茄植株茎流状况,茎流速率随水分胁迫加剧而骤减。研究结果证明番茄植株茎流速率经标准化处理后可以真实的反映植株蒸腾规律。     

滴灌条件下核桃树茎流变化规律研究

通过田间试验,利用热扩散探针法研究了滴灌条件下核桃树茎流速率变化规律及其与气象因子间的关系。结果表明,核桃树茎流速率在晴天条件下日变化呈单峰曲线变化,先增大后减小,阴天条件下核桃树茎流速率表现为多峰曲线变化趋势;核桃树茎流速率与太阳辐射、大气温度和风速呈正相关关系,与大气相对湿度呈负相关关系。通径分析表明,对核桃树茎流速率影响最大的是大气温度,其次是风速、大气相对湿度、太阳辐射,建立了核桃树茎流速率与气象因子之间的回归方程。     

A step towards new irrigation scheduling strategies using plant-based measurements and mathematical modelling

Because of the increasing worldwide shortage of freshwater and costs of irrigation, a new plant-based irrigation scheduling method is proposed. In this method, two real-time plant-based measurements (sap flow and stem diameter variations) are used in combination with a mathematical water flow and storage model in order to predict the stem water potential. The amount of required irrigation water is derived from a time integration of the sap flow profile, while the timing of the irrigation is controlled based on a reference value for the predicted stem water potential. This reference value is derived from the relationship between midday values of maximum photosynthesis rates and stem water potential. Since modelling is an important part of the proposed methodology, a thorough mathematical analysis (identifiability analysis) of the model was performed. This analysis showed that an initial (offline) model calibration was needed based on measurements of sap flow, stem diameter variation and stem water potential. Regarding irrigation scheduling, however, only sap flow and stem diameter variation measurements are needed for online simulation and daily model calibration. Model calibration is performed using a moving window of 4 days of past data of stem diameter variations. The research tool STACI (Software Tool for Automatic Control of Irrigation) was used to optimally combine the continuous measurements, the mathematical modelling and the real-time irrigation scheduling. The new methodology was successfully tested in a pilot-scale setup with young potted apple trees (Malus domestica Borkh) and its performance was critically evaluated.     

旱地果园起垄覆膜集雨措施对树体水分利用的影响

针对甘肃陇东黄土高原旱地苹果园季节性干旱问题,以15年生长富2号苹果树为试材,研究果园起垄覆膜、小沟集雨技术措施对土壤水分、主干液流速率、叶片光合速率等的影响。结果表明,在萌芽前晴天,覆黑地膜能显著提高主干液流速率;在果树生长季节,覆黑地膜能降低株间蒸发量,较长时间保持土壤水分,提高水分利用效率和叶片光合能力,同时可以...     

玛纳斯河流域荒漠植被单株茎干液流及光合蒸腾特性研究

植物茎干液流量可表征其蒸腾耗水量,反映植被水分传输状况,可用于计算植被生态需水量。以玛纳斯河流域古尔班通古特沙漠南缘典型荒漠植被梭梭、柽柳为研究对象,通过数据监测,研究植被茎干液流及光合蒸腾特性,分析气象因子及土壤含水率对茎干液流的影响。结果表明：（1）梭梭、柽柳茎干液流速率呈明显的昼夜变化规律,白天液流速率远高于夜间。（2）梭梭的净光合速率日变化模式为双峰型;柽柳为单峰型。（3）梭梭蒸腾速率的日变化有明显上升和下降过程,柽柳趋势不明显,呈小幅震荡。（4）液流速率变化与相对空气湿度呈负相关,空气湿度高时液流速率低;气温、总辐射与液流速率的变化趋势基本一致,液流速率随着气温或总辐射的增强而增大。（5）随着土壤含水率降低,液流速率降低。     

苹果树液流变化规律研究

利用液流传感器(sapflowsensor)监测苹果树液流,并用自动气象站和土壤水分测定仪(TRIME-FM)对气象因素和土壤水分进行同步监测。分析了苹果树液流日变化和日际变化与太阳辐射强度的关系、苹果树液流Tr与参考作物蒸发蒸腾量ET0的相关性,以及Tr/ET0和100cm深的平均土壤相对含水率AW的关系。运用回归分析方法建立了液流通量与气象因子间的经验公式,并比较了预测值与实测值。其结果表明:液流变化曲线与太阳辐射的变化曲线较一致,太阳辐射是果树液流的首要影响因子;Tr和ET0变化曲线相似;相对含水率越大,Tr/ET0的值越大;反之越小;用经验公式预测的液流值与实测值相比较,二者最大相差10.13%,最小相差3.45%。     

蓄水坑灌下苹果树茎流速率日变化及其影响因子的研究

通过热扩散技术对苹果树茎流速率的测定来研究蓄水坑灌不同灌水处理(处理1:灌水上下限为田间持水量的100%和70%,处理2:灌水上下限为田间持水量的90%和60%,处理3:灌水上下限为田间持水量的80%和50%)以及地面灌溉(处理4)下苹果树茎流速率日变化规律,分析了系统水势及气象因子对茎流速率的影响。结果表明,不同灌水处理下茎流速率在各生育期的日变化趋势基本相同,均为先增大后减小。通过与地面灌溉对比分析得出蓄水坑灌下处理2是相对合理的灌水方案。影响因子方面,叶水势与茎流速率呈负相关,土-叶水势梯度与茎流速率呈正相关,并通过回归分析建立了茎流速率与太阳辐射、大气温度和大气相对湿度之间的回归方程。