灌水与施氮对夏玉米冠层结构及产量的影响

以郑单958为材料,在大田条件下研究不同水、氮处理对夏玉米冠层结构及产量的影响。结果表明,试验条件下,灌水使植株叶绿素含量（SPAD）增加、透光率减小,对产量无显著影响。施氮对冠层结构和产量的影响因灌水处理而不同,在不灌水条件下,增施氮肥增加叶片SPAD,提高穗位层叶面积指数（LAI）和产量,以施氮量375 kg/hm²时产量最高,较不施氮处理提高39.5%;在灌水条件下,增施氮肥增加各层LAI和SPAD,而使透光率减小,产量以施氮量225 kg/hm²时最高。氮肥偏生产力随施氮量增加呈明显下降趋势。从产量及氮肥高效利用看,高产玉米适宜的施氮量在225～300 kg/hm²之间,灌水与否取决于不同降水年型。     

旱碱地增施叶面肥对减氮棉田冠层光分布及产量的影响

为了研究机采种植模式下不同水平减施氮肥后增施叶面肥对棉花花铃期冠层光分布、叶面积指数及与产量的影响,旱碱地条件下,设置0（CK）、60（N1）、90（N2）、120（N3）、150（N4）、180（N5,当地常规施氮量）、225 kg·hm^－2 （N6）7个施氮水平,其中N1～N4喷施叶面肥4次,测定花铃期群体叶面积指数（Leaf area index, LAI）、冠层光分布和籽棉产量。结果表明：与当地常规施氮量相比,减施（60～150 kg·hm^－2）氮肥后,棉花花铃期叶面积指数降低0.7%～5.5%,冠层光总截获率降低0.2～1.7百分点,冠层光透射率升高0.2～0.8百分点;各减施氮肥处理群体叶面积指数与冠层上层叶片的光截获率均呈显著正相关,与下层叶片的光截获率则呈负相关;籽棉产量随施氮量的减少而降低,二者有较高的相关性（R²＝0.990 5）。减氮（90～150 kg·hm^－2）增施叶面肥处理的LAI、冠层光总截获率、光透射率、冠层上下层叶片光截获率以及籽棉产量与当地常规施氮量180 kg·hm^－2处理差异均不显著。综上,旱碱地机采模式棉田增施叶面肥,对减施氮肥棉花花铃期冠层光分布、叶面积指数及籽棉产量有一定补偿作用。     

旱碱地增施叶面肥对减氮棉田冠层光分布及产量的影响

为了研究机采种植模式下不同水平减施氮肥后增施叶面肥对棉花花铃期冠层光分布、叶面积指数及与产量的影响，旱碱地条件下，设置0（CK）、60（N1）、90（N2）、120（N3）、150（N4）、180（N5，当地常规施氮量）、225 kg·hm^－2 （N6）7个施氮水平，其中N1～N4喷施叶面肥4次，测定花铃期群体叶面积指数（Leaf area index, LAI）、冠层光分布和籽棉产量。结果表明：与当地常规施氮量相比，减施（60～150 kg·hm^－2）氮肥后，棉花花铃期叶面积指数降低0.7%～5.5%，冠层光总截获率降低0.2～1.7百分点，冠层光透射率升高0.2～0.8百分点；各减施氮肥处理群体叶面积指数与冠层上层叶片的光截获率均呈显著正相关，与下层叶片的光截获率则呈负相关；籽棉产量随施氮量的减少而降低，二者有较高的相关性（R²＝0.990 5）。减氮（90～150 kg·hm^－2）增施叶面肥处理的LAI、冠层光总截获率、光透射率、冠层上下层叶片光截获率以及籽棉产量与当地常规施氮量180 kg·hm^－2处理差异均不显著。综上，旱碱地机采模式棉田增施叶面肥，对减施氮肥棉花花铃期冠层光分布、叶面积指数及籽棉产量有一定补偿作用。     

播量与追氮量对BNS型杂交小麦灌浆期冠层结构及产量的影响

为了明确BNS型杂交小麦的高产形成机理,以3个不同类型的BNS型杂交小麦为材料,采用正交试验设计,研究了不同播量与追氮量下BNS型杂交小麦生育后期的冠层结构及产量性状变化。结果表明,与常规品种相似,BNS型杂交小麦的冠层性状随生育期的推进而呈规律性的变化。花后13 d时,冠层上部叶片叶绿素含量逐渐上升,至花后20 d时达最大值,呈现先升高后降低的趋势;此时中部叶片叶绿素含量最高,而下部叶片急剧衰亡;冠层中上部叶面积指数因品种不同而有一定差异,叶片功能期越长产量越高;不同类型小麦品种冠层透光率亦有所不同。冠层中上部透光率在抽穗期叶面积指数较大时较高,在灌浆中期随叶面积指数的下降而降低,灌浆后期透光率增大。本研究结果表明,不同小麦品种的冠层结构及产量因素受播量与追氮量的影响不同,杂交小麦生育后期受播量与追氮量的影响较大。良种良法配套是实现杂交小麦高产的技术保证。     

栽培措施对棉花短季直播群体冠层结构和光合作用的影响

在油后短季直播条件下,研究了种植密度、株行距配置、施氮水平对于棉花群体冠层结构和光合作用的影响。结果表明:中部和下部的光合有效辐射(PAR)值均随着生育期的推进呈现先下降后上升的趋势,且在吐絮期达到最高点。在盛蕾期和吐絮期,高密度群体的PAR值大于低密度群体;宽窄行处理比相同条件下的等行距处理的中部和下部PAR值高。施氮量对PAR值影响不显著。在生育后期的吐絮期,180 kg/hm2施氮量条件下的透光率相对最高,等行距处理比宽窄行处理的透光率高,说明该施氮量和等行距处理有利于维持生育后期较高的透光率。直射光率随着生育进程的推进整体呈上升趋势,各处理间变化幅度不大。密度、株行距配置和施氮量对群体盛蕾期和花铃期的净光合速率影响显著,对吐絮期影响极显著。高密度群体具有较高光合速率,宽窄行配置比等行距更有利于棉花群体维持较高的光合速率。     

不同种植模式黄金芽茶园冠层光合特性分析

为比较单行双株、双行双株两种种植模式下黄金芽茶园的冠层光合特性，试验采用植物冠层分析仪、便携式光合作用测定系统对其叶面积指数（LAI）、光合有效辐射（PAR）、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）等因素进行分析研究。结果显示，单行双株种植模式下叶面积指数平均值为4.60，较双行双株更接近高产茶园标准值；两种种植模式下光合有效辐射均呈现上冠层>中冠层>下冠层的趋势，说明单行双株种植模式下上、中、下冠层间密度分布更合理；综合分析净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等因素，在茶园中单行双株种植模式优于双行双株。因此，黄金芽单行双株种植模式更适用于茶园生产中。     

氮肥用量对杂交籼稻Y两优886冠层结构和产量的影响

为确定杂交籼稻Y两优886的适宜施氮量和理想群体冠层结构,测定了不同氮素水平下Y两优886的产量、叶面积指数、叶绿素含量、光合辐射利用等指标。结果表明,随着氮肥用量的增加,叶面积指数和叶绿素SPAD值呈逐渐增加趋势,而水稻灌浆-成熟期的PAR截获率、干物质净积累量、PAR转化率、PAR利用率呈先上升后降低的趋势;N390处理的产量最高,叶面积指数、叶绿素SPAD值、PAR利用及转化都达到较高水平。390 kg/hm2是Y两优886合理的施氮量,有利于该品种的高产高效栽培。     

不同肥料处理对豫麦34冠层结构特征及产量的影响

为给小麦合理施肥提供依据,在等氮条件下,研究了尿素、鸡粪和尿素与鸡粪配施三种肥料处理对豫麦34冠层结构特性和产量的影响.结果表明,在小麦拔节期,尿素与鸡粪配施处理小麦平均叶倾角最小,为 53.89°;叶面积指数、群体透光率、消光系数依次为4.63、0.055 和 0.63,均处在鸡粪处理和尿素处理之间.在孕穗期到灌浆期,尿素与鸡粪配施使小麦平均叶倾角介于鸡粪和尿素处理之间,为51.96°;叶面积指数、群体消光系数均最大,分别为5.80和0.66;群体透光率最小,为0.028.尿素与鸡粪配施的小麦穗粒数、穗粒重、生物产量、经济产量均高于鸡粪处理和尿素处理.综合来看,配施处理的小麦冠层结构适宜,株型最佳,群体光分布合理.     

限氮条件下玉米、大豆、花生光能截获和干物质积累分析

为了探寻氮限制条件下作物光能截获特征的变化规律,为黄淮海平原一年两熟农作制中夏播作物配置策略调整提供理论支撑,本研究在河南省获嘉县采取裂区设计,主区为常规施氮和不施氮2种施氮水平,副区为玉米、大豆、花生3种不同夏播作物,分析限氮处理条件下3种作物的光能截获和干物质量相关性状的关系.在作物生育期中共选取5个时间点,测量叶面积指数(LAI)、叶夹角(LA)和作物冠层光合有效辐射(PAR),作物收获后调查其地上部干物质量和产量,并计算冠层光合有效辐射截获率(IPAR)、光能利用率(LUE)和收获指数(HI)等指标.结果 表明:3种夏播作物的LAI与IPAR均在营养生长期快速增加,而在生殖生长期呈略微下降或升高的趋势;且与常规施氮处理相比,不施氮处理下3种作物中大豆的LAI和IPAR的降幅最小,分别为9.52％和0.94％.玉米、大豆、花生在不施氮处理下的产量较常规施氮分别降低8.31％、2.74％和3.35％,其中大豆产量降幅最小.相关分析表明,3种作物产量与LAI和IPAR间均具有显著或极显著正相关关系;玉米产量与LA具有显著或极显著的正相关关系,而大豆的产量则与LA呈显著负相关,花生的产量与LA呈极显著负相关.经曲线拟合,3种作物的产量与LAI、LA和IPAR均呈线性回归关系.另外,IPAR与LAI间具有显著正相关关系,且符合对数回归关系,而与LA的相关性不显著.综上,当氮素受限时,与玉米和花生两种夏播作物相比,大豆有更大的LAI,保持较高的IPAR,地上千物质量和产量降幅最小,因此在低氮的农田土壤上种植大豆受氮限制的影响最小.     

冬小麦叶面积指数的品种差异性与高光谱估算研究

为给小麦叶面积指数（LAI）的高光谱估算提供技术支持,基于2年大田试验,以4个河南主推品种为材料,对小麦LAI和冠层光谱变化特点、估算模型及其品种间的差异等进行了系统分析。结果表明,在生育期内不同冬小麦品种冠层光谱反射率的变化与LAI变化有差异;在相同LAI下,不同冬小麦品种的光谱曲线存在差异。利用400~900 nm范围内冠层光谱反射率的任意两波段组合的比值光谱指数（RSI）、归一化差值光谱指数（NDSI）和差值光谱指数（DSI）所建立的单品种模型以及不同品种综合模型的决定系数（r）均达到0.84以上,单品种模型的r和调整r分别较综合模型高出3.1%~4.8%和2.0%~4.2%。利用独立于建模样本以外的数据对上述模型进行检验,单品种模型预测的r较综合模型提高了0.6%~11.0%,而均方根误差降低了10.0%~37.0%。因此,在利用高光谱遥感技术估算冬小麦LAI时,可以通过建立单品种模型来提高估算精度。     

灌溉畦长对小麦冠层光能利用特性的影响

为明确灌溉畦长对小麦冠层光能利用特性的影响,以济麦22为供试材料,在改水成数90%灌溉条件下,设置10 m(L10)、20 m(L20)、30 m(L30)、40 m(L40)4个畦长处理,比较分析了不同畦长灌溉处理间小麦开花期土壤含水量、花后叶面积指数、冠层光能利用特性和籽粒产量的差异。结果表明,随畦长的增加,麦田灌溉量、土壤含水量、花后0～28 d叶面积指数、花后14 d冠层光合有效辐射截获率和截获量、冠层光能转化率和利用率、产量和水分利用效率均呈增加趋势,花后14 d冠层光合有效辐射透射率呈下降趋势,L40处理的以上指标与其他处理差异均显著。畦长对小麦耗水量影响不明显。因此,增加灌溉畦长可促进土壤水分贮存、小麦冠层光能吸收、转化和利用,增加产量和水分利用效率;在本试验条件下,40 m畦长灌溉表现最佳。     

不同施氮条件下小麦冠层的高光谱和多光谱反射特征

为了更好地利用冠层反射光谱特征监测小麦生长及氮素营养状况。以宁麦9号、淮麦20、徐麦26和扬麦10号四个小麦品种为材料，通过田间小区试验，研究了不同小麦品种在不同生育时期和不同氮素水平下冠层反射光谱的变化规律。结果表明，相同氮素水平下不同小麦品种冠层反射光谱的反射率有差异，且近红外部分差异较明显。小麦从拔节开始，随生育期的推进，冠层反射光谱在可见光波段的反射率先降低然后升高，以孕穗期反射率最低。随着叶片的逐渐变黄。反射率又增大，并且绿光波段的反射峰也逐渐消失。而近红外区反射率则表现出相反的趋势，以开花期为分界，先上升然后下降，直到成熟前降为最低。随着施氮水平的提高，冠层反射光谱在近红外反射平台（750-1300nm）的反射率呈上升趋势，而可见光部分反射率则下降，并且反射光谱的绿峰和红边位置也随着施氮水平的提高分别向蓝光方向（波长变短）和红光方向（波长变长）移动。     

推迟拔节水对冬小麦群个体结构特征和产量的影响

为了明确河北省限灌1水条件下推迟拔节水对小麦群个体结构和质量的影响,于2019-2020年以衡观35和藁优2018为供试材料,全生育期仅灌1水,设置3个灌水时期,分别在拔节期（T1）、拔节后6 d（T2）和拔节后12 d（T3）灌水60 mm,分析推迟拔节水后冬小麦个体结构、群体大小、冠层光分布、花后各叶层衰老以及产量的变化。结果表明,随灌水时期的推迟,两品种上三叶的长度和面积、穗长、株高、穗数、开花期至花后21 d的叶面积指数、冠层光合有效辐射总截获率以及旗叶层光合有效辐射截获率都呈降低趋势,但倒2叶及以下各层的光合有效辐射截获率呈上升趋势。T2和T3处理冠层中下部叶片受光条件的改善显著延缓了叶片SPAD值的衰退,T1处理的倒2叶SPAD值在花后21 d时开始显著低于推迟灌溉处理,倒3叶、倒4叶和倒5叶SPAD值均在开花期时已显著低于推迟灌溉处理,T1处理叶片的早衰使其LAI在花后28 d时低于T2和T3处理。最终T2处理依靠较优的冠层光分布和个体叶片质量获得了最高的籽粒产量,藁优2018的T3处理产量也显著高于T1处理,但衡观35的T3处理因穗数过少,导致产量低于T1处理。拔节后6 d灌溉同步提升了小麦群个体质量,是本试验条件下的最优处理。     

基于冠层透射微分光谱的小麦植株含水量监测研究

为实现基于可见光透射微分光谱的小麦植株含水量监测,通过三年田间试验,测定自拔节期以后小麦关键生育时期冠层透射光谱和植株含水量,确立了透射光谱微分参数与植株含水量间定量关系。结果表明,与小麦冠层原始透光率相比,一阶微分光谱能够很好地减轻生育时期的影响。将不同生育时期数据综合,不同波段的透射率与植株含水量相关性均较差,而微分光谱在439、735、823及950 nm处与植株含水量相关性较好(|r| 0.57),以735 nm处相关性最高。基于蓝光、黄光和红光波段筛选了21个光谱特征参数,其中红边振幅(Dr)、红蓝振幅归一化指数(Dr-Db)/(Dr+Db)、红边面积(SDr)、右峰面积(RSDR)、双峰面积比(RIDA)及双峰面积归一化指数(NDDA)6个光谱特征参数与植株含水量间相关性较好(r0.70)。在以上优选的光谱参数中,红边双峰面积比值(RIDA)及归一化指数(NDDA)与植株含水量的回归关系表现最好,拟合精度r~2大于0.69,均方根误差RMSE低于4.87,模型具有很好的稳定性,可以实时精确估测小麦植株含水量。这表明利用冠层透射微分光谱可对小麦植株含水量进行精确监测,对指导作物精确灌溉管理具有较大的应用潜力。     

冬小麦不同冠层叶片光合蒸腾和水分利用效率变化特征及对灌溉的响应

为了解冬小麦不同冠层叶片光合和蒸腾作用特征以及随水分条件的变化规律,通过田间试验,以冬小麦京冬22为试验材料,设置0 mm（T₀）、220 mm（T₁）、280 mm（T₂）3种水分处理,比较分析了冬小麦不同冠层叶片净光合速率、蒸腾速率及水分利用效率对光合有效辐射和灌溉响应的差异。结果表明,三种水分处理下,冬小麦不同冠层叶片的蒸腾速率和光合速率随光合有效辐射的增加而增加,随后趋于平缓。不同冠层叶片蒸腾速率、光合速率对光合有效辐射的响应表现为上层>中层>下层;不同冠层叶片WUE对光合有效辐射的响应表现为上中层>下层。光合有效辐射相同时,灌水处理（T₁和T₂）的叶片光合蒸腾速率均高于不灌水处理（T₀）。T₁、T₂处理下,叶片光合速率对光合有效辐射响应在整个生育期内表现为灌浆期>抽穗期>成熟期>拔节期,蒸腾速率对光合有效辐射响应在整个生育期内表现为抽穗期>灌浆期>拔节期>成熟期;T₀处理下,叶片光合速率对光合有效辐射响应在整个生育期内表现为灌浆期>拔节期>抽穗期>成熟期,蒸腾速率对光合有效辐射响应在冬小麦整个生育期内表现不显著。因此,在进行小麦叶片到单株光合蒸腾尺度拓展估算时,应考虑冠层位置和水分条件对拓展结果的影响。     

Practical methods for increasing light interception efficiency and root growth in soybean

Determining the effect of different sources of nitrogen and weeds on two varieties of soybean, an experiment was conducted out at research station of Tabriz University, Iran. Treatments were two varieties (Williams and Harcor), four nitrogen levels (two levels of symbiotic bacteria and two levels of urea) and weeds (with and without control). Results showed that three various factors can significantly change the Photosynthetically Active Radiation (PAR) amount at different layers of canopy. Solar radiation decreased in a vertical profile of canopy because of increasing Leaf Area Index (LAI). At the bottom level of canopy only 6% of total arrived PAR was recorded. Increasing LAI caused a sharp decrease in Light Interception Efficiency (LIE) in the canopy. Weeds significantly affected root nodules in dry and fresh weights. So, in weedy condition of soybean canopy, accumulation of dry matter decreases due to decline in LIE. On the other hand, weeds can strongly affect on nodules activity and decrease potential of nitrogen fixation by symbiosis bacteria.     

玉米冠层内光合有效辐射和叶面积指数垂直分布模拟

基于辐射度模型(RGM),考虑冠层结构如垄宽、垄间距等建立玉米冠层内不同太阳高度角PAR垂直分布计算模型,结合指数递减光分布模型,考虑LAI与植被冠层内光分布的关系,运用Campbell椭球分布算法和BonhommeChartier算法两种算法分别计算LAI垂直分布,并就模型的参数如太阳高度角等对PAR垂直分布结果的影响进行分析。结果表明,RGM模型不同太阳高度角对封垄前的玉米冠层内PAR垂直分布的模拟精度均较高,60°太阳高度角精度比较高,顺垄和垂直于垄方向的RMSE值分别为0.037 307和0.064 702;两种算法对LAI垂直分布估算能力均较好,不同入射光条件下估算精度不同,Campbell椭球分布算法60°太阳高度角模拟各层LAI垂直分布精度更高。     

黑龙江省寒地不同种植密度下高产春玉米冠层结构及光辐射特征

研究不同种植密度下黑龙江省寒地春播郑单958和丰禾1的冠层结构及光辐射特征。结果表明,两个玉米品种在中密度下冠层结构及光分布均较优,产量最高。冠层内光合有效辐射、直射辐射透过系数随密度增加而减小。高密度下叶片分布的极差较大、平均叶倾角最大,其中,吐丝期郑单958叶片分布的极差及平均叶倾角分别达0.35和78.48;丰禾1分别达0.33和61.25。低密度下玉米生育后期叶面积指数最小、叶片分布的极差及光合有效辐射值最大。中密度下郑单958和丰禾1群体平均消光系数最高,吐丝期和灌浆中期分别为0.69～0.74、0.62～0.67;单株叶面积指数吐丝期至成熟期衰退最低,群体内光环境较优,利于玉米叶片的光合生产及最终产量的增加。