晋西地区不同树龄富士苹果树群体冠层结构特征研究

【目的】探讨苹果树群体在生长过程中冠层结构的变化特征及其影响。【方法】以山西省吉县东城乡3～20年生富士苹果树为试材,每种树龄群体选择12株样树,使用LAI-2000冠层分析仪,对其叶面积指数(LAI)、冠层开度(DIFN)、平均叶倾角(MTA)、消光系数(K)等冠层参数进行测算,同时测定干周粗、树高、冠幅、枝下高、冠高和郁闭度等果树形态指标,然后对不同树龄富士苹果树群体的冠层参数及其形态指标进行对比分析。【结果】随着树龄的增加,苹果树群体的DIFN不断减小,从0.89下降到0.09;LAI逐渐增加,从0.29增加到3.54;MTA的变化总体呈下降趋势,但是8和12年生的苹果树群体MTA又呈上升趋势,MTA与树冠的5个天顶角关系密切,当两者角度接近时,该天顶角方向上的太阳光线入射较多;K逐渐增加,从0.38增加到0.68。【结论】综合冠层结构参数来看,3～10年生苹果树群体内透光、通风状况良好,其中3～8年生苹果树群体DIFN在0.4以上,LAI小于1.5,MTA在30°以上,K小于0.4;10年生苹果树群体整体长势好,DIFN为0.28,LAI为2.17,MTA为26°,K为0.59,这种冠层结构有利于群体发展;12年以上苹果树群体DIFN在0.2以下,K增加到0.6以上,群体内部光照少,通风差;而20年生苹果树群体DIFN不足0.1,LAI高于3.5,MTA为8°,K接近0.7,此时群体长势差,果树群体外围郁闭,内部光秃。同时,当冠层天顶角与MTA角度相近时,该天顶角方向的冠层开度较大,可根据不同树龄MTA的特征,并结合当地太阳高度角的变化特征,来进行果树修剪,控制树冠张开的角度。     

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     

有机无机肥配施对小麦冠层结构、产量和蛋白质含量的影响

 【目的】揭示有机无机肥配施对豫麦34冠层光分布特征、产量和蛋白质含量的影响。【方法】采用大田切片法，研究了尿素、鸡粪及鸡粪和尿素配施方式下，强筋小麦品种豫麦34的冠层结构、产量构成及籽粒蛋白质含量的变化。【结果】施用鸡粪有利于提高豫麦34旗叶的叶绿素含量（SPAD值），促进群体光合有效辐射（PAR）的提高，增大小麦群体的平均叶倾角（MLA），降低群体的冠层开度（DIFN），提高光能利用效率和小麦群体的叶 面积指数（LAI），有利于经济系数和籽粒蛋白质含量的改善。【结论】综合考虑小麦产量、经济系数和籽粒蛋白质含量等因素，3种肥料处理以鸡粪与尿素配施为最佳，配施处理的小麦冠层结构适宜、株型最佳、群体光分布合理。     

两种密度模式下核桃生产性能差异研究

【目的】研究新疆核桃生产中两种主要密度模式下主栽品种‘温185’的群体结构、光合特性,为生产实践中核桃种植密度调整、稳产增产、提高果品质量提供理论依据。【方法】采用LAI-2000冠层仪、SPAD-502叶绿素仪、Li-6400便携式光合测定系统、FMS-2叶绿素荧光仪,对两种主要密度模式下主栽品种‘温185’的群体结构、生理指标、光合性能分阶段性进行测定,对比分析两种密度模式下各生育阶段冠层结构差异、光合性能及产量品质差异。【结果】两种密度模式LAI值在树体进入花芽分化期后存在显著差异,5 m×3m模式介于2.7~5.6,5 m×6 m模式介于1.1~4.2;5 m×3 m密度模式LAI值超过合理限值,枝叶形成相互遮荫,冠层内部、中下部叶片受光不足,CO2饱和点、光补偿点、光饱和点均低于5 m×6 m密度模式,生育后期叶片早衰,群体光合能力随之下降,产量、单果重等5 m×6 m密度模式、出仁率在后期不能持续保持,树势早衰、残次果率较高。【结论】5 m×6 m密度模式有较为良好的群体结构和健康生理指标,群体内部光环境良好,在生产中能够维持较长时期持续群体光合的能力,对提高产量和提高质品质更为有利。     

不同栽植密度库尔勒香梨冠层光合有效辐射变化规律研究

【目的】了解库尔勒香梨栽植密度与冠层内光合有效辐射(PAR)的关系,为库尔勒香梨丰产优质栽培提供理论依据。【方法】采用HOBO ware Pro便携式小型自动气象站及SUNSCAN冠层分析仪,对6种不同栽植密度库尔勒香梨冠层内PAR及叶面积指数(LAI)进行测定。【结果】不同栽植密度下,冠层不同方向、不同高度相对PAR存在较大差异。冠层各方位受光强弱在1 d中均呈现规律变化,即在08:00~12:00以冠层东侧、南侧、北侧受光为主;11:00~17:00以冠层西部受光为主;树冠中部1 d中受光最弱且均匀。不同栽植密度条件下库尔勒香梨冠层内平均PAR呈"先升高后下降"变化趋势;4.0 m×6.0 m冠层内平均相对PAR最高,2.5 m×7.0 m冠层内平均相对PAR最低。【结论】相同株距或行距下,冠幅越大,库尔勒香梨叶面积指数(LAI)越大。库尔勒香梨冠层PAR及LAI与栽植密度、冠幅、冠层方位、冠层高度等有关。     

更新修剪对苹果树冠结构及果实品质的影响

利用LAI-2000冠层分析仪测定渭北高原果园盛果末期苹果树冬季更新修剪和长放修剪(对照)后的叶面积指数(LAI)、冠层开度(DIFN)、平均叶倾角(MTA)、消光系数(K),更新修剪和长放修剪苹果树的果实产量、果实品质。结果表明,更新修剪显著提高叶面积指数和平均叶倾角,略微提高消光系数,显著降低冠层开度。更新修剪显著提高果实产量、单果质量、果形指数、有机酸质量分数及经济产值,对果实着色、可溶性固形物、可溶性糖、硬度、Vc等无显著影响。渭北高原盛果末期苹果树应采用更新修剪。     

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     

基于LAI-2200冠层分析仪的水稻叶面积指数测定条件

叶面积指数（leaf area index, LAI）是表征作物生长状况的重要冠层结构参数,直接破坏采样法采样和间接光学测量是2种主要的LAI测量方法,其中LAI-2200冠层分析仪是最常用的测量LAI的光学仪器之一,计算方法和传感器观测天顶角范围都会对其观测结果产生显著影响。利用LAI-2200冠层分析仪对水稻LAI进行长期连续观测,以直接破坏采样方法观测的LAI（LAI_d）作为参考,比较分析不同观测天顶角范围、不同计算方法（2000方法和Lang方法）得到的LAI观测值差异。结果表明,LAI观测值随着所用LAI-2200数据观测天顶角范围的减小而增大,在LAI>3时更明显,且相对于2000计算方法,Lang计算方法对所用数据观测天顶角范围变化更加敏感。2000方法和Lang方法得到的LAI高度相关,r²均高于0.9,随着观测天顶角范围的减小,2种方法的结果差异增大。仅对0～43.4°天顶角范围的数据,2000方法计算的结果明显小于Lang方法,差异最大可达1.54。LAI-2200观测的LAI与LAI_d高度相关...     

超高产春玉米冠层结构及其生理特性

 【目的】研究超高产春玉米群体冠层结构和功能特性，揭示超高产形成的生理机制，为春玉米超高产栽培提供理论依据。【方法】以金山27为供试品种，设超高产栽培（SHY）和普通高产栽培（CK）2个处理，于2009年和2010年连续2年的田间试验，测定超高产春玉米冠层结构及生理指标的变化规律。【结果】与普通高产栽培相比，超高产栽培春玉米叶面积指数大，在生育期上表现为吐丝之后更为明显，在叶位上表现为棒三叶最为突出；不同叶位的叶倾角超高产栽培均小于普通高产栽培，而叶向值均大于普通高产栽培，在棒三叶表现最为明显；随着生育时期的推移，超高产栽培与普通高产栽培光合势的差幅增大；吐丝期和乳熟期，两种栽培模式间净光合速率的差异不显著，但冠层光合能力的差异均达到极显著水平；吐丝后40 d内，超高产春玉米叶片SOD和POD酶活性总体上高于普通高产栽培，而MDA含量低于普通高产栽培。【结论】超高产栽培春玉米叶面积指数高，群体光合势大；叶倾角小、叶向值大，冠层结构合理；叶片SOD 和POD活性强，MDA含量低，衰老缓慢，净光合速率相对较高，冠层光合能力强。在合理的栽培技术调控下，超高产春玉米群体结构与个体功能实现了协同增益。     

棉花叶面积指数冠层反射率光谱响应及其反演

【目的】研究棉花冠层光谱对不同叶面积指数（LAI）的响应，建立棉花LAI光谱反演模型。【方法】利用2003～2004年采集的棉花光谱与LAI的246组数据，分析LAI与冠层反射率光谱和反射率一阶微分光谱间的定量关系。【结果】当LAI大于2.5后不同LAI棉花群体光谱反射率在可见光波段趋于饱和；LAI与可见光波段和短波红外波段（水分吸收带除外）光谱反射率呈显著负相关，与近红外波段高光谱反射率呈显著正相关；LAI与棉花反射率一阶微分光谱主要在蓝边（523～531 nm）、黄边（570～576 nm）、红边（700～755 nm）形成3个相关系数高台区，均达极显著水平，其中红边区的相关性最高。棉花红边位置固定，分别在718 nm和723 nm，且以 723 nm处对LAI更敏感。在反演棉花LAI的高光谱参数中VI (660、800)、VI (550、800)、VI (500、800)、VI (670、800)、Sdy (570～573 nm)、SDr (714～755 nm)、D723、Dr 估算LAI相对误差低于30%，RSME小于0.6，其中VI (600、800)、VI(550、800)两个参数估算水平最高，相对误差分别为21.7%与21.0%，RMSE分别为0.416与0.419；利用SDr与SDr/SDb分别对LAI大于1.0 与小于1.0 的棉花群体反演，能显著提高LAI的估算水平。【结论】应用高光谱分析方法能够提取棉花冠层特征光谱信息，构建LAI高光谱反演参数，建立估算模型，并且利用包含不同光谱参数的分段模型可以进一步提高LAI反演精度。     

轮台白杏开心形树形冠内光分布特征

[目的]通过对轮台白杏开心形树形冠内光分布的解析,旨在深入了解盛果期轮台白杏生产园典型树体结构及其光能利用现状,为其整形修剪提供理论依据.[方法]采用等体积(50 cm×50 cm×50 cm)树冠立体分隔法,利用LAI-2000冠层分析仪和LI-191线状量子传感器测定每一树冠分隔体内叶面积指数、透光率和光合有效辐射...     

杉木中密度幼林光环境与生长修枝效应

采用LAI-2000冠层分析仪对不同修枝高度处理条件下杉木人工幼林光环境及叶面积指数的动态变化进行了分析,并探讨了生长量的修枝效应,初步得到4点主要结论:(1)修枝明显提高了林内透光率,林内透光率随着修枝强度的增大而增大,且修枝强度愈大,林内透光率恢复至干扰前状态的趋势愈明显;(2)修枝明显降低了林分叶面积指数,随着修枝强度的增大,林分叶面积指数呈线性下降,修枝强度高的林分叶面积指数的增长百分率相对愈高,修枝所引起的林分叶面积指数下降的程度远远低于林分透光率的增大;(3)不同修枝强度对隔行修枝林分的总生长量影响不显著,但过度修枝会对修枝木胸径生长产生抑制,而对修枝木高生长影响不显著;(4)强度为40%的修枝方式以约20%的叶面积损耗换取了透光率1倍左右的提高,且对修枝木材积生长影响不显著。     

枣麦间作系统冠层结构特征研究

【目的】对新疆环塔里木盆地绿洲带枣麦间作系统的林冠开放度(canopy openness)和叶面积指数(LAI)进行观测研究,结合间作系统内小麦产量的测定,分析不同树龄、不同株行距的枣麦间作系统对小麦产量的影响,为新疆枣农间作模式的优化及合理株行距的选择提供理论依据。【方法】利用鱼眼冠层仪获得新疆若羌县枣麦间作系统中枣树带的林冠影像,得出LAI和林冠开放度指标,并测定间作系统内枣树生长指标和小麦产量。【结果】(1)同一株行距、不同树龄的间作系统,冠幅越小,开放度越大,LAI越小;(2)同一树龄、不同株行距的间作系统,株行距越小,开放度越小,LAI越大;(3)由于间作地枣树保护带宽2.5 m,且小麦距枣树垂直距离为1.25 m,所以测试区间作系统内小麦产量受到枣树影响较小,且开放度的高低并不影响单位面积的小麦产量。【结论】枣麦间作系统是适合新疆环塔里木盆地干旱区大面积推广的枣农间作模式之一。     

基于人工神经网络的大豆叶面积高光谱反演研究

【目的】探索不同高光谱模型监测大豆叶面积指数LAI的精度。【方法】实测不同水肥耦合作用下，大豆冠层的高光谱反射率与叶面积指数（Leaf Area Index）数据，对二者进行相关分析；采用敏感波段(801nm,670nm)构建RVI, NDVI, SAVI, OSAVI 和MTVI2植被指数，建立大豆LAI估算模型；最后采用相关系数较大的波段作为神经网络模型的输入变量进行大豆LAI的估算。【结果】大豆LAI与光谱反射率在可见光波段呈负相关、近红外波段呈正相关、红边处相关系数由负变正；微分光谱在三边处与大豆LAI关系密切，在红边处取得最大回归确定性系数（R2 = 0.86）。植被指数可以较为精确反演大豆LAI，确定性系数R2>0.84。人工神经网络模型可以大大提高大豆LAI的估算水平，当隐藏层节点数为2时，R2为0.92，随着隐藏层节点数的增加，R2可高达0.96；在没有黄熟期数据干扰的情况下，神经网络可以进一步提高大豆LAI的反演精度，R2可高达0.99。【结论】与基于植被指数建立的模型相比，神经网络模型可以有效避免因LAI过高而出现的过饱和现象，大大提高了LAI的反演精度。     

核麦间作条件下小麦光合特性及核桃果实品质的变化

【目的】 研究6a生核桃树与冬小麦间作巷道的光环境特性以及对比单间作核桃之间果实品质差异,为核桃与小麦的提升光合作用及品质提供理论支撑。【方法】 使用LAI-2200C冠层分析仪和LI- 6400便携式光合仪,分别测定2种模式下核桃各时期叶面积指数以及冬小麦各时期的光合生理数据;对比分析间作园与单作园核桃果实品质差异。【结果】 在核桃各个生长期中,单作园核桃叶面积指数要高于间作园;冬小麦不同生育时期光饱和点为灌浆期>成熟期>扬花期>抽穗期,光补偿点为成熟期>扬花期>抽穗期>灌浆期;间作园核桃果实在干鲜果重、横、纵、侧径上要好于单作园果实,但出仁率、氨基酸、脂肪酸含量等指标要单作园果实要优于间作园果实。【结论】 间作条件下核桃叶面积指数小于单作核桃叶面积指数;核桃果实品质单作园优于间作园,光合生理指标间作小麦低于单作小麦;应改变间作园内光环境,增大核桃株行距;在6a生以上树龄核桃园不再进行间作。     

喷施化学打顶剂对棉花冠层结构及群体光合生产的影响

【目的】选用氟节胺复配型、缩节胺复配型2种化学打顶剂,研究田间喷施化学打顶剂对棉花株型特征、冠层结构、群体光合生产及产量的影响,分析冠层结构变化对群体光合生产和产量的影响,为棉花化学打顶技术的应用提供理论依据。【方法】选用北疆棉区主栽品种(新陆早45号)和主推品种(系)(中棉所50、45-21)为试验材料,在田间自然条件下,以常规人工打顶的棉花为对照,分别测定不同棉花品种(系)株高、株宽、叶面积指数、叶片叶绿素含量、冠层不同部位透光率、群体光合速率及产量构成等指标。研究化学打顶技术对棉花叶面积指数、冠层透光率、群体光合速率及产量的影响。【结果】与人工打顶的棉花相比,化学打顶的棉花株高显著高于人工打顶处理,且喷药后生长量较大;株宽显著小于人工打顶处理,喷药后横向生长被明显抑制。化学打顶的棉花叶面积指数和叶片叶绿素含量较高,且高值持续期长,至初絮期(出苗后115 d)仍维持较高的值,与人工打顶的棉花相比差异均达到极显著水平;冠层上、中部透光率较高,生育后期冠层下部漏光损失较小。化学打顶的棉花群体光合速率显著高于人工打顶,且高值持续期长,至初絮期仍维持在16.04μmol·m~(-2)·s~(-1)以上,较人工打顶的棉花高出14.35%—36.35%,差异均达到显著水平;群体呼吸速率在达到峰值前显著高于人工打顶的棉花,峰值后与人工打顶的棉花无显著差异;群体呼吸速率占群体总光合速率的比率高于人工打顶的棉花。化学打顶的棉花单株结铃多,其中氟节胺处理棉花产量高于人工打顶。【结论】棉花化学打顶技术具有塑造株型、调节棉花冠层结构形成的重要作用;同时棉花冠层上、中部透光率大,改善了冠层中下部光环境,保证了冠层各部位均匀的光分布。化学打顶的棉花叶面积指数高且高值持续期长,增加了光合面积。叶片叶绿素含量高且高值持续时间长,延长了光合时间,保证了较高的群体光合能力及长的光合功能持续期。     

水稻冠层光截获与叶面积和产量的关系

【目的】旨在解析水稻(Oryza sativa L.)冠层光合有效辐射(PAR)截获量及其分布与叶面积和产量的关系。【方法】以2个不同株型水稻品种为材料,设置高、中、低3个施氮水平,构建不同的群体冠层结构,于拔节至成熟期系统测定水稻冠层PAR截获量及其分布、以及叶面积和产量。【结果】水稻群体向上累积叶面积指数的垂直分布呈S型曲线,符合Logistic方程(R20.99);抽穗期、抽穗后17d和成熟期的冠层最大叶面积密度分别出现在0.53、0.56和0.60的相对冠层高度左右;随生育进程的推进,冠层上中部的相对叶面积密度呈递增趋势,而冠层下部的相对叶面积密度呈递减趋势。PAR截获率(FIPAR)与向下累积叶面积指数之间的关系可用方程FIPAR=α×(1-e-K×LAI)来定量描述(R20.86);消光系数K随生育进程的推进而递减,其日变化表现为早晚较高、中午较低。冠层PAR截获量(AIPAR)随生育进程的推进呈多峰分布,最高峰出现在移栽后58-70d,即孕穗至抽穗期,且随施氮量的增加而增大;在典型晴天下,冠层PAR截获量的日变化呈单峰分布,最大值出现在11:00-13:00。【结论】水稻群体叶面积的垂直分布影响冠层光截获;水稻产量与PAR利用率呈正相关,而PAR转化率随PAR截获量的增加呈先增大后减小的趋势,因此维持一定的漏光损失量对水稻高产有利。     

日光温室黄瓜冠层中太阳辐射分布规律测定分析

为研究日光温室内黄瓜冠层中太阳辐射分布规律,观测了黄瓜冠层内的太阳辐射分布情况,分析其与叶面积系数的相关性。结果表明,晴天温室南面黄瓜冠层中太阳辐射最强,北面和中间较弱,阴天差异较小。太阳辐射在冠层内垂直分布随高度减小而衰减,均呈"S"型变化趋势。其中光合有效辐射(PAR)衰减幅度最大,地面PAR仅为冠层顶部的6.1%,散射辐射衰减程度最小,地面散射辐射为冠层顶部的32.3%。太阳辐射透过率在不同高度随叶面积系数的增加而减小,表现为指数关系:Rt=Ae-B×LAI。无论晴、阴天光合有效辐射的消光系数较其他辐射消光系数大,散射辐射最小。     

杂交棉稀播条件下冠层结构特征及产量变化研究

【目的】以杂交棉高产高效生产为目标,通过降低杂交棉用种量,探讨杂交棉冠层及产量的形成规律。【方法】以新陆早43号和鲁棉研24号为材料,研究不同稀播密度对杂交棉冠层结构、光合特性及产量的影响。【结果】杂交棉密度降至10.5×104株/hm2时,通过发挥个体与群体协调增产优势,总铃数在150×104个/hm2左右,达到3 300 kg/hm2超高产水平;生育前期叶面积指数(LAI)、群体光合速率(CAP)上升快,冠层光吸收率高,光合产物积累多,提高了干物质生产能力和转化率,达到了增产增效的目的;在稀播密度下降到4.5×104株/hm2时,产量在2 700 kg/hm2以下,下降幅度达18.1%~21.7%。【结论】适当降低杂交棉的密度,发挥个体增产潜力,能够达到节本、高产、高效的目的。