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。     

水稻冠层光分布模拟与应用

 综合已有作物模型的优点，构建了水稻冠层光分布模型，并进一步与原有光合作用和干物质生产模型相耦合，构建了水稻光合生产模型。新模型将水稻冠层按叶面积指数划分为5层，各层次水平面上的太阳辐射强度按Monsi和Saeki的指数模型进行分布；模型利用日照百分率资料推算直接辐射与散射辐射，并考虑了光合有效辐射的日变化、冠层结构和太阳位置对直接辐射消光系数的影响。利用独立的水稻田间试验资料，对主要生育期冠层内的光分布进行了初步验证，结果表明模拟值与观测值之间具有较好的一致性。最后，将基于冠层光分布模型与原有光合生产模型进行了比较，预测水稻干物质积累量的根均方差分别为0.74 t/hm2和1.26 t/hm2，建立的基于冠层光分布模型的预测性较好。研究结果将为水稻生长模型的改进完善以及生产管理调控与品种数字化设计奠定基础。     

水稻株型因子对冠层结构和光分布的影响与模拟

 以3个具有代表性株型的杂交稻为材料，并结合上位2叶伸长期施用氮肥以调节上部叶片的形态，于齐穗期、齐穗后10 d、齐穗后25 d平行测定了株型元素 分层叶面积 冠层光分布。用试验数据验证了由水稻株型因子计算分层叶面积的解析模型，并用该模型分析了3个材料株型因子对冠层结构的影响。进一步根据作物群体光分布模型，验证了分层叶面积与冠层内光分布的数值关系，并用该模型分析了3个材料株型因子对冠层内辐射分布的影响。实现了由水稻株型因子估算冠层结构和冠层内光分布的方法。     

不同覆膜方式对春玉米超高产群体冠层垂直结构的影响

在不同覆膜方式下对春玉米超高产田的冠层垂直结构与产量进行了系统研究。结果表明：行间覆膜可使春玉米超高产群体的植株叶片功能期延长、LAI和LAD增大、Pn和叶绿素提高，冠层内光分布均匀合理，能截获更多的光合有效辐射量，透光率增大，避免下层叶片早衰，提高光合能力，获得更大产量。不同覆膜处理在冠层各层中对叶片功能期、LAI、LAD、Pn、光合有效辐射量及透光率均表现为行间覆膜>行上覆膜>不覆膜，这一规律与各处理对产量的影响一致。     

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。     

宽窄行栽培对玉米生长发育及产量的影响

通过不同宽窄行栽培对玉米的产量动态进行分析。结果表明：宽窄行栽培有效改善了玉米的群体结构，改善了冠层的微环境，增加了中部冠层的透光率，促进个体生长发育，增加其LAI和干物质积累。宽窄行种植方式增加穗位叶的初始量子效率，使叶片能有效地利用弱光，改善玉米叶片的光合性能，最终提高玉米产量。     

浅谈冠层结构对玉米产量的影响

针对辽宁省这一特异生境下高产玉米的生产难度，分析冠层理论和光合作用原理，高产玉米的理想生长模式并解析其群体冠层内不同层次的结构特征、光合生理及微生态环境特点，旨在明确高产玉米冠层结构与冠层透光特性、微生态环境间的关系及其对光合作用、产量形成的影响，为高产玉米模式化栽培提供理论依据。     

基于不同叶位受光条件的玉米冠层光合生产能力分析

以先玉335为试验材料,在37 500株/hm~2和67 500株/hm~2密度下测定不同叶位叶片的叶面积和光合有效辐射。从玉米冠层顶部到基部,叶片的光合生产能力呈单峰不对称曲线分布,最大值出现在顶4~6叶,两个密度下表现一致。不同叶位叶片的光合生产能力存在较大差别,在37 500株/hm~2和67 500株/hm~2的条件下,棒三叶(顶7~9)叶面积分别占群体的28.74%和29.11%,其光合生产能力分别占群体的29.60%和29.04%;棒三叶上部的3个叶片(顶4~6)的叶面积分别占群体的25.74%和25.12%,光合生产能力分别占群体的36.27%和40.57%;棒三叶下部的基部叶片分别占群体叶面积32.74%和35.23%,光合生产能力仅占群体的13.90%和9.79%。研究证实,由于冠层结构的不同造成冠层中光分布的差别,影响不同叶位叶片光合效率,导致其光合生产能力的差异。构建合理的群体冠层结构,不仅需要关注叶片的空间分布,更应该重视对冠层光合生产能力的分析。     

春玉米超高产群体冠层结构的研究

以紧凑型玉米新品种内单314为材料,通过超高产栽培和普通高产栽培的比较,对超高产玉米的冠层结构和叶片光合特点进行了研究。结果表明:①超高产栽培条件下,内单314最大LAI(叶面积指数)达6.95,其全生育期内LAI维持在6以上的时间在40d以上;全生育期总LAD(光合势)比普通高产群体高74.85万m2/(d·hm2)。②与普通高产玉米相比,超高产玉米群体内个体空间分布更加合理,叶片功能期延长,株型更加紧凑。超高产群体冠层截获的PAR(光合有效辐射)比普通高产群体高25μmol/(m2·s),且超高产群体中散射PAR占入射PAR的比例高于普通高产群体,群体内光分布较为合理,提高了光能利用率。③与普通高产群体相比,超高产栽培条件下玉米叶片的Pn(光合速率)和WUE(水分利用效率)高,而Tr(蒸腾速率)较低,植株穗位及穗位上部叶片的Pn和WUE高于普通高产栽培,而穗位下部叶片无明显差异。     

作物冠层中叶片氮素垂直分布研究进展

作物冠层中叶片氮素含量沿冠层从上向下逐渐减少,形成了氮素的垂直分布梯度。冠层中叶片氮素垂直分布是由于氮素向生长中心转运和叶片适应光在冠层中分布特征的结果,这种分布有利于提高冠层和植株的光合速率。在综合评述前人研究的基础上,对影响冠层叶片氮素垂直分布的主要因素进行了分析,指出现有研究中存在的不足,提出了下一步应重点解决的问题并对研究前景进行了展望。     

玉米的群体光合作用

本文主要阐述了群体光合特性及其影响因素、群体光合速率与子粒产量的关系及高产栽培实践中需注意的问题.文中分析了紧凑型玉米群体结构的光合生产特性和株型的增产原因。     

超高产条件下玉米产量及冠层结构

2011~2012年,选用郑单958为供试材料,以传统栽培模式为对照(CK),研究超高产栽培条件下春玉米的冠层结构。结果表明,超高产条件下春玉米产量及有效穗数均显著高于对照;玉米在超高产栽培条件下,其群体叶面积指数(LAI)均高于传统栽培模式(CK),且LAI最大值的持续天数比CK长。棒三叶及棒三叶以上叶增加幅度明显,与CK均达到显著水平;超高产栽培条件下玉米叶倾角明显小于CK,叶向值增大,群体受光态势较好。叶片光合速率(Pn)均随生育时期的推移而不断降低,在全生育期超高产栽培条件均高于CK,并且在大喇叭口期差异显著;整个生育时期超高产栽培条件的光合势均高于CK。超高产栽培LAI持续天数长,叶倾角小,叶向值大,进而改善玉米群体受光态势,提高叶片光合能力,具有高光效的冠层结构。     

种植方式对华北春玉米冠层结构与光合特性的影响

研究双株错位、双株对位、单株错位、单株对位种植方式对金海5号冠层结构及光合特性影响.结果表明,错位种植显著减小玉米穗下茎叶夹角1.9°～2.5°,增加穗位高和茎粗;吐丝前各种植处理冠层LAI均低于常规单株对位,中后期双株处理(双株对位和双株错位)下冠层LAI衰减缓慢,表现出高效冠层潜势;双株对位的冠层结构失衡,穗位叶净光合速率(Pn)下降,光能利用率最低;双株错位冠层内光分布合理,中后期穗位层透光率提升41.64%,棒3叶Pn增强并能持续较长时间;相比常规单株对位种植,其他3种处理在穗部性状、产量构成因素表现较优,双株错位处理的穗粒数和千粒重比常规单株对位种植显著增加,秃尖短,产量最高,具有改善冠层结构和功能的增产潜势.     

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。     

双重化控对春玉米不同密度群体冠层结构的影响

在大田栽培条件下,以京单28和先玉335为试验材料,设置5个密度梯度,分别于6叶期和9叶期叶面喷施膦酸胆碱合剂(ECK)和聚糠萘合剂(PKN),研究双重化控对春玉米群体冠层结构的影响.结果表明,随密度的增加,叶面积指数(LAI)、平均叶倾角(MTA)、株高、穗位高上升,透光率降低,冠层结构恶化.双重化控显著降低了高密度下(7.5万～10.5万株/hm²)LAI、穗下叶面积百分比,增加了MTA,提高了下层的通风透光性;缩短了穗下节间长,拉伸穗上节间长,改善了中上部的冠层结构;改善了玉米的穗部性状,显著提高了高密度下的玉米产量,京单28和先玉335产量增幅分别为9.76%～13.00%和10.95%～12.08%.研究表明,双重化控使玉米群体冠层结构得到合理优化,通风透光增强,使高密条件下植株个体维持较高的光合生理活性,产量同步提高.     

半干旱区玉米行距调整增密对群体冠层结构及产量的影响

为增加玉米种植密度,构建不同的群体冠层结构,以玉米不同行距配置为基础,研究乳熟期玉米群体的光能利用情况,分析不同行距配置对冠层结构及产量、产量构成因素的影响。结果表明,玉米产量与群体消光系数达到显著相关,且为负相关。在吉林省半干旱区玉米宽窄行行距70-30 cm和宽窄行行距80-30 cm配置下玉米群体对光能资源的利用达到最佳,且有效提高玉米群体产量,增产分别达到8.06%和22.82%。     

Effects of Flag Leaves and Panicles on Light Interception and Canopy Photosynthesis in High-Yielding Rice Cultivars

Abstract

The effects of flag leaves and panicles on canopy photosynthesis in a leading cultivar (Nipponbare) and two high-yielding rice cultivars (Takanari and Ghugoku 117) bred in Japan were compared. The total dry matter production was in the order of Takanari > Ghugoku 117 > Nipponbare. Canopy photosynthesis was highest in Takanari throughout the growth season, and was higher in Chugoku 117 than in Nipponbare during the ripening period. The photosynthetic rate in the flag leaf was in the order of Nipponbare > Takanari > Chugoku 117. The light extinction coefficient of canopy was higher in Takanari than in the others. At the middle ripening stage, canopy photosynthesis increased 35 and 17% in Nipponbare and Takanari, respectively, by the removal of panicles and decreased 37 and 48%, respectively, by the removal of flag leaves. In Chugoku 117, canopy photosynthesis was hardly influenced by these treatments. Clearly, the panicles intercept more radiation at the upper layer of the canopy in Nipponbare than in Takanari and flag leaves contribute more to canopy photosynthesis in Takanari than in Nipponbare. However, these effects were small in Chugoku 117. In conclusion, Takanari produces more dry matter than the others due to larger, wider, longer and more erect 1st (flag) and 2nd leaves above the panicles, which intercept more radiation. Chugoku 117 had erect panicles which allowed more radiation to penetrate into the deeper layer of the canopy, resulting in a high dry matter production. The lower panicle height relative to leaf layer and erect panicles are important characteristics for higher yield in rice.