高粱理想株型研究Ⅱ不同株型结构冠层光分布与产量

研究表明 ,同一种基因型不同株型结构的产量差异主要是因为冠层内光分布不同所致 ,冠层内光分布不同其叶片的功能期也有差异。上层透光率与产量呈正相关关系 ,而下层的透光率与产量呈负相关关系。故保证上层有较高的透光率 ,而底层不应有漏光损失则可以获得较高产量 ,这可通过增大上部叶向值或叶仰角来实现     

玉米群体冠层内光和CO2分布特性的初步研究

为了探明玉米层内微环境的动态变化及其对光合特性的影响，用便携式红外气体分析仪和光量子探头分别测定玉米冠层内CO2浓度和光的分布。结果表明：3种株型玉米品种冠层内光量子密度的日变化呈早晚低、中午高的单峰曲线变化。冠层内光量子密度的分布为上层叶＞中层叶＞下层叶。高产群体穗位叶透光率大于25％，截光率在95％以上。冠层内CO2的日变化呈“W”型，早晚高，上午、下午低，中午稍有一定回升。冠层内CO2浓度变化为下层叶＞上层叶＞中层叶。高产群体中上层CO2浓度较接近，一般为320－330μmol/mol     

杏树冠层内光合有效辐射(PAR)分布规律及结构优化初探

以杏树为试材,为了解杏树冠层内透光率随树龄和叶面积指数的变化,采用LP-80型冠层分析仪测定了光合有效辐射PAR (Photosynthetically Active Radiation)在不同树龄杏树冠层三维空间上的分布情况,研究了杏树冠层内透光率随树龄(2～6 a)和叶面积指数的变化.结果表明,杏树冠层内部平均PAR的垂直分布具有随着向下累计叶面积指数的增加而递减的趋势,在冠层中上部,透光率较高,PAR递减很明显,冠层下部则维持较低水平,变化不大,在相同的天气和时间条件下不同树龄冠层内PAR同一相对高度的透光率有随树龄增加而递减的趋势,但在不同时刻不同天气条件下,即使同一棵树相同高度同一方位冠层内也具有不同的消光系数,影响杏树冠内光分布的因素是多样的,它们之间存在着复杂的关系; 2～6年生杏树冠层中部的全天平均透光率分别为49.5;、30.0;、27.5;、13.4;和7.8;,冠层下部的平均透光率分别为29.1;、12.1;、10.9;、6.4;和5.9;;杏树冠层叶面积指数LAI (Leaf Area Index)与透光率呈极显著指数相关关系,其表达式为Y=131.39 e-0.896 3X(R2=0.907**);试验结果也可为果树冠层内PAR三维空间分布的模拟研究及冠层结构的优化提供试验方法和理论验证上的参考.     

玉米群体冠层内光和CO2分布特性的初步研究

为了探明玉米冠层内微环境的动态变化及其对光合特性的影响,用便携式红外气体分析仪和光量子探头分别测定玉米冠层内CO2浓度和光的分布.结果表明3种株型玉米品种冠层内光量子密度的日变化呈早晚低、中午高的单峰曲线变化.冠层内光量子密度的分布为上层叶>中层叶>下层叶.高产群体穗位叶透光率大于25%,截光率在95%以上.冠层内CO2浓度的日变化呈"W”型,早晚高,上午、下午低,中午稍有一定回升.冠层内CO2浓度变化为下层叶>上层叶>中层叶.高产群体中上层CO2浓度较接近,一般为320～330     

不同生态类型玉米光分布规律的研究

１９９４￣１９９５年在沈阳农业大学校内试验地研究了紧凑型和平展型两个类型玉米品种的生长发育规律。不同密度、肥力条件下玉米冠层内的光分布、光截获、光合速率、气孔阻力的变化规律,不同密度、肥力条件下,冠层内透光率和冠层高度呈指数变化,回归方程通式为ｙ＝Ｋｅｘｐ（ｂｘ）。随着叶面积指数的加大,冠层内随叶层的加深光照强度降低,群体光合速率随密度增大而减少,气孔阻力随密度增大而加大。     

温室番茄源库协调下冠层光分布特征及群体光合生产的研究

[目的]研究番茄源库协调下冠层叶面积分布、叶倾角、光透过系数等指标的变化,探讨叶片空间配置对冠层结构的影响及与群体光合生产,为温室番茄“矮、密、早”高产栽培提供理论支持.[方法]通过源库协调整枝,系统测定源库协调期叶面积指数、叶倾角、光透过系数等指标的空间分布,结合冠层群体光合速率的变化及光合生产与分配.分析温室番茄源库协调下冠层光分布特征及群体光合生产.[结果]源库协调下,从第2穗花序下换头冠层叶面积指数(LAI)在上层叶、中层叶均在2以上,叶面积指数分布比例高,平均叶簇倾斜角表现为:下层叶＞上层叶＞中层叶＞发育叶,下部茎叶夹角相对较大,群体直射辐射和散射辐射透过系数较小,番茄冠层群体辐射透过系数一直处于较适宜的范围,在0°～360°内叶分布较为均匀,消光系数从下层叶至表层叶逐渐减小,表层叶位没有“午休”现象,上层叶表现出轻微午休特性,中、下部叶位光合速率明显高于对照(CK);植株鲜物质分配到根和果实中的比例分别比对照(CK)高19.2;、8.2;,干物质主要分配到果实,其干重分配比例比对照(CK)果实中高18.6;,群体光合在根和果实中生产,在果实中累积较多,有利于经济产量的形成.[结论]从第2穗花序下换头群体叶面积配置光分布较均匀,源库协调下冠层中部有较好的透光性,冠层底部漏光损失较小,整个冠层仍维持了较高的群体光合速率.促进了光合物质积累,冠层各层次的叶源与光分布的比例吻合程度高,保证了光能的有效利用,温室番茄冠层光合生产效率的继续提高主要依赖于冠层光照条件的改善,可通过整枝技术的改良来实现.     

种植密度对不同株型夏玉米冠层结构和光合势的影响

通过不同密度条件对夏玉米(郑单958、先玉335、东单335和东单80)的形态特征、叶面积指数、冠层透光率和光合势进行了研究.结果表明,小株中穗型品种郑单958在高密度处理时各项冠层结构指标及光合性能指标较优;大株大穗型品种东单80在低密度处理时各项指标较优;中株中穗型品种东单335和大株中穗型品种先玉335在中高密度处理时各项指标较优.冠层内透光率、叶夹角、茎粗均随着密度的增加而降低,表明高密度易造成群体内光分布不合理,导致产量的下降.不同品种在适宜的种植密度下,群体穗位层透光率较大,叶面积发展动态较为合理,尤其中上层叶片LAI高值持续期较长;吐丝后的群体LAD较高,后期光合面积持续时间较长,有利于玉米产量的提高.     

不同熟期大豆R4-R5期冠层某些生理生态性状与产量的关系

 应用冠层分析仪和光合测定系统，分析不同熟期、不同产量类型的大豆R4-R5期冠层结构特征、光合生理、冠层内微生态环境。结果表明，不论熟期早晚，高产大豆群体的共同特征在于LAI较高，叶片在各个方向上的分布均匀；上下冠层叶片的光合速率差异小，全冠层的光合速率相对较高，从而使全冠层有较高的光合生产力。结果增加了植株荚、粒数及粒重，特别是增加了中上部的荚、粒数。不同熟期间的高产群体冠层特征的差异在于早熟大豆的LAI相对较低，截获的光能多少对于产量形成有着更重要的意义，高产群体叶倾角小，叶片平展，有利于截获更多光能；而晚熟大豆冠层郁蔽，LAI大，高产冠层各层次叶倾角大则有利于太阳辐射透射到冠层内部，增加群体内部受光量，利于产量形成。     

南方红豆杉冠层不同部位的光合生理研究

选择3株育龄南方红豆杉（Taxus chinensis var．mairei Cheng et L．K．Fu）雌性植株,采用树冠分层分区域研究法,测定上、中、下层及内、中、外区域计9个小区的光合作用,分析了南方红豆杉冠层不同部位的光能分布和光合生理。结果表明,南方红豆杉植株光合作用主要集中在上层、中层外部和下层外部;蒸腾速率在上层外、上层内和下层内较低,在其他方位都较高;南方红豆杉冠层不同部位气孔导度差异均显著;中层中、中层内和下层内胞间CO2浓度较高,响应光合作用小;树冠外部的水分利用效率都较高,内部较底;树冠内部透光率低;南方红豆杉植株蒸腾作用与气孔导度与光合有效辐射相关性不紧密;对南方红豆杉可以截取冠层上层、中层和下层外部行枝条进行扦插繁殖。     

不同晚籼稻品种冠层温度的差异及其与产量的关系

明确不同水稻品种冠层温度的差异及其与产量的关系对耐热基因型的选育以及制定合理的避热栽培措施均具有重要意义。试验结果表明,不同晚籼稻品种白天平均冠层温度的差异均未达到显著水平。以14:00的冠层温度进行的聚类分析表明,品种间冠层温度的差异在不同生育期表现较为一致。其中,五优308在孕穗期、抽穗期和灌浆期的冠层温度均最低,而M112和金优998在3个时期的冠层温度均最高,分别属于低温型和高温型品种。孕穗期、抽穗期和灌浆期的气冠温差(气温与冠层温度的差值)与水稻产量和结实率均呈显著的正相关关系。气冠温差与有效穗数和千粒质量无显著的相关关系,而与每穗粒数呈正相关关系,但仅在抽穗期达到显著水平。气冠温差与水稻的株高、剑叶的长度、顶3叶的叶角以及倒1节的长度均无显著的相关关系。气冠温差与群体的透光率呈显著的负相关关系,而与根系伤流量呈显著的正相关关系。     

苹果分层纺锤形冠层结构与果实产量品质的关系

【目的】研究分层纺锤形冠层结构与产量品质关系,分析树形结构的适宜性,为短枝苹果整形修剪提供依据。【方法】以分层纺锤形苹果树为研究对象,测定冠层微气候因子、枝量、冠层结构及产量和品质参数,分析比较不同冠层间的差异。【结果】不同冠层的光照、温度、ACF、DIFN、MTA都随冠层高度的增加而增加;湿度,主枝长,主枝粗,冠层体积、LAI、产量随冠层高度的增加而减小;而果实品质仅有果实着色面积在上层与中、下层上存在显著差异,而其它品质指标在各层间无显著差异,果实品质一致性较高;产量主要集中于树体中下部冠层,便于修剪、树体管理、采摘。【结论】树冠下部冠层产量平均为下部冠层产量平均为40 392 kg/hm²,中部冠层产量为15 081 kg/hm²,上部冠层产量为8 316 kg/hm²,产量主要集中于冠层中下部,便于管理和采摘,苹果分层纺锤形冠层通风透光条件良好,产量较高,品质指标在各层无显著差异,果实品质一致,有较好生产应用价值。     

不同施氮量下夏玉米冠层结构及光合特性的变化

[目的]试验通过氮肥调控,塑造高效冠层,确立不同夏玉米品种高效冠层与氮肥调控的定量化关系指标. [方法]设置4个施氮水平(0、90、180、270 kg·ha-1),研究不同施肥量对夏播玉米CF008、郑单958、金海5号冠层结构和光合特性的影响. [结果]3个品种夏玉米在施氮量90或180 kg·ha-1下冠层光合性能和产量较高.在灌浆前期,群体光合势(LAD)和叶面积指数(LAI)在施氮180或270 kg·ha-1条件下显著较高,之后为90或180 kg·ha-1下较高,说明,高氮条件下生育前期冠层内透光率较低,冠层结构较不合理,导致生育后期叶片提早衰老,使后期光合性能和产量降低.[结论]由此得出在施氮量90或180 kg·ha-1下构建的冠层较合理,其中冠层与氮肥调控的定量化关系指标为:群体透光率在吐丝期和灌浆中期分别达12.56%～17.87%和13.13%～19.73%;最大LAI达5.76～6.75,成熟期仍然保持在2.09～3.68;吐丝期中上层叶片只达35 μmol·m2·s-1左右;吐丝后的群体LAD较高,郑单958和金海5号达210 m2·d·-2左右;产量达10 688～11 461 kg·ha-1.     

不同株型水稻冠层内光分布的模拟研究

[目的]对不同株型水稻冠层结构、冠层内光分布和光合作用之间的定量化关系进行了模拟计算研究。[方法]采用双参数椭圆函数和Beer-Lambert光传播定律分直射光和散射光对作物的冠层结构和光分布进行了数值模拟。[结果]函数模拟值与实测值的曲线变化趋势一致。两优培九的模拟值与实测值变化较为一致。但是汕优63无论是直射光还是散射光,均表现为在冠层上方实测值比模拟值大,而在冠层下方模拟值比实测值大。通过对消光系数的模拟研究表明,9:00～17:00两优培九直射光消光系数要比汕优63平均小0.45,而散射光消光系数两优培九为0.34,汕优63为0.38。[结论]在一定环境下,作物叶倾角分布密度的差异程度决定了冠层光分布差异的大小,因此,将消光系数视为常数是不适当的;可以在冠层光分布模型的基础上进一步建立冠层光合作用的数值模型,进而估算作物的生产潜力,为作物育种与栽培提供科学依据。     

甘蔗不同基因型伸长盛期冠层特征比较

对14个甘蔗基因型伸长盛期冠层特征和产量进行比较研究。结果表明,甘蔗不同基因型的冠层特征存在显著或极显著差异。蔗茎产量与叶面积指数呈不显著负相关,与辐射透过系数呈极显著负相关,与平均叶倾角和平均消光系数呈负相关;消光系数与叶面积指数呈不显著负相关,与平均叶倾角、辐射透过系数呈显著或极显著正相关。从甘蔗群体的受光能力和群体内光分布看,桂糖94-119、粤农91-600,赣南95-108群体结构合理,产量高。     

大豆生殖生长期冠层结构及其与冠层辐射的关系研究

通过对大豆生殖生长期冠层结构特征、冠层辐射特性变化的分析表明,存在产量差异的3个大豆品种(系)生殖生长期有着不同的冠层发展动态,高产品种北丰11的群体LAI和LAD相对较大,叶片在各个方向分布均匀,平均叶倾角小,相应地辐射透过系数较低,光截获的比例相对较高,有利于干物质的同化积累,光能利用率高。     

优化水肥与传统水肥对冬小麦叶片生长、群体光分布及产量的影响

与传统水肥相比 ,优化水肥、秸秆还田优化水肥处理冬小麦主茎上第四叶叶面积和厚度略微减少 ,叶倾角、消光系数、各层透光率与传统水肥处理差异很小 ,株形尚好。优化水肥和秸秆还田优化水肥处理冬小麦籽粒产量略高于传统水肥处理。与优化水肥处理相比 ,秸秆还田优化水肥处理有利于增加光合面积 ,提高叶片质量 ,改善冠层结构和光分布状况 ,增加单位面积籽粒产量。     

库尔勒香梨两种树形冠层内果实产量与品质差异性分析

[目的]探明库尔勒香梨不同冠层内果实产量与品质的分布规律及其差异性.[方法]应用树冠分格法,对疏散分层形和开心形树形冠层内不同部位的果实产量与品质进行测定与分析.[结果]疏散分层形和开心形平均每株果实产量分别达到138.5、160.1 kg,在冠层中层与外围开心形产量高于疏散分层形,而上层与下层,中部与内膛均低于疏散分层形,开心形的中层与上层,中层与下层,疏散分层形的内膛与中部,内膛与外围其产量均存在极显著差异,其他部位无显著差异;疏散分层形与开心形的平均单果质量分别达到131.57、145.86 g,果形指数均在1.2左右,冠层不同部位,开心形在萼片脱落、色泽黄绿、有红晕、果面光滑等果实外观品质上所占的百分比分别为16;、21.9;、69;、96.1;,均高于疏散分层形;开心形的果实硬度、可滴定酸、VC、可溶性圆形物、固酸比分别为7.25 kg/cm2、0.946 g/kg、55.7 mg/kg、12.27;、11.48,均优于疏散分层形;垂直部位,两种树形硬度、可滴定酸、VC、可溶性固形物、固酸比等均存在极显著差异,而水平部位差异不明显.[结论]开心形在产量、果实外观品质以及果实内在品质上均优于疏散分层形.     

密植和行距配置对夏玉米群体光分布及光合特性的影响

为探求不同行距配置下高密夏玉米群体光合性能及产量形成对群体光环境变化的响应,本试验在75 000(D1)和90 000(D2)株/hm2 2个种植密度下,研究了3个行距配置(等行距S1:60cm+60cm;大宽窄行S2:80cm+40cm;小宽窄行S3:60cm+45cm)对夏玉米(郑单958)群体光分布、全株叶片光合特性及产量的影响。结果表明:1)随着种植密度增加,夏玉米群体上层光截获显著增加,下层光截获显著降低。与等行距相比,大宽窄行处理中下层透光率增加,但群体光总截获降低。小宽窄行处理显著增加了穗位层的光截获。2)全株叶片SPAD值、最大光能转换效率(Fv/Fm)和同一光照水平下净光合速率(Photosynthetic rate,Pn)随冠层垂直深入呈现出单峰曲线变化,峰值出现在穗位层;随密度增加全株叶片SPAD值、Fv/Fm和Pn呈现降低趋势,下部叶片降低显著,行距配置之间全株叶片光合生理活性总体上表现为小宽窄行大宽窄行等行距。叶片Pn与冠层内光照强度具有极显著正相关关系,表明光照强度是限制玉米冠层中下部叶片Pn的主要原因。3)密度增大后产量增加,但未达显著水平。同一密度处理下,小宽窄行处理产量显著增加。随着密度增加,宽窄行增产效应增加。总体表明,密植条件下,小宽窄行处理下玉米冠层内光分布比较合理,群体穗位层截获光合有效辐射较多,光合能力和干物质生产能力增强,更有利于夏玉米产量提高。     

新疆杂交棉超高产冠层结构特征及群体光合性能研究

在田间自然条件下,以标杂A1为研究对象,测定了超高产条件下杂交棉冠层不同层次的叶面积配置、叶倾角变化和光分布等冠层结构特性,以及不同层次叶片叶绿素SPAD值、光合速率和光合物质累积与分配等物质生产特征。结果表明,超高产条件下标杂A1叶面积指数高,冠层中部有较好的透光性,底部漏光损失较小,群体光分布较均匀。棉花初花期至盛花期,同一品种不同产量水平条件下相同部位叶片叶绿素SPAD值无明显差异,但产量水平高的棉田植株中下部叶片净光合速率较高;不同类型品种间表现为,标杂A1各层叶片叶绿素SPAD值均高于常规棉品种,但单叶净光合速率无明显优势。盛铃期至吐絮期,产量水平高的棉田叶片叶绿素SPAD值和净光合速率下降缓慢;杂交棉品种两者均高于常规棉品种。标杂A1超高产条件下植株中下部叶片对总光合的贡献高于一般高产棉花,且盛铃后期茎和铃等非叶绿色器官仍保持较高光合速率,而一般高产棉花已表现为呼吸消耗。超高产标杂A1总干物质积累高,且主要集中于中上部,叶片与籽棉干重在各层次分布比例相近,与其光分布相适应,有利于光能的有效利用。     

小麦株型结构分析法与消光系数分布的基因型间差异

拟定了快速而无需破坏样本的“株型结构分析法”及其计算机程序。调查了小麦冠层结构与消光系数(K值)分布在21个基因型间和同一基因型的不同处理间的差异。对该方法所作的验证表明:采用该法调查结果和分层切片法与Ross法的结果基本一致。此法是可靠的。冠层结构与K值垂直分布在基因型间差异极显著;同一基因型不同密度之间仅达显著程度。K值是比较稳定的遗传性状,广义遗传力为76.9％。总K值对籽粒产量影响不大。由于长江下游地区辐射条件较差,高产群体表现出冠层重心较高,K值分布呈上层大、中层小的特点。说明该地区选育的品种上部叶水平角宜小(倾斜至水平),中部叶宜直立。讨论中提出了以株型结构分析法对K值分布作选样和培育高产品种的可能性。