刨花润楠不同种源光响应曲线分析

【目的】研究刨花润楠Machilus pauhoi光合作用光响应曲线特征,比较不同种源刨花润楠光合作用的差异,为刨花润楠良种选育与造林提供一定的理论依据。【方法】以福建建瓯种源(MJO)、福建顺昌种源(MSC)、广东乐昌种源(YLC)、广东仁化种源(YRH)、广西灵川种源(GLC)、广西恭城种源(GGC)6个在广东有推广潜力的刨花润楠种源为材料,观测刨花润楠的光响应曲线特征,并计算出其最大净光合速率、光补偿点、光饱和点、表观量子效率及暗呼吸速率等光响应特征参数。【结果】广西恭城种源刨花润楠的最大净光合速率最高,达到了12.20μmol·m~(-2)·s~(-1),而且其光饱和点与光补偿点之间的差值最大,为604.60μmol·m~(-2)·s~(-1),而福建建瓯种源刨花润楠的最大净光合速率最低,仅为5.32μmol·m~(-2)·s~(-1),福建顺昌种源的光补偿点与光饱和点间差值最小。【结论】参试的6个种源刨花润楠中,广西恭城种源的刨花润楠利用弱光、强光能力和对光适应能力最强,光合潜力较大,具有较好的生长潜力;刨花润楠的造林可适度密植或营造混交林。     

利用多视角图像法分析番茄幼苗根构型对氮水平的响应

【目的】 根系作为植物从环境中获取氮素的重要器官,如何无损并高效地获取其特征参数值是当今研究热点。随着高清成像技术的迅速发展,基于多视角图像法是研究植株根构型无损测量的新型方法。本研究对根系多视角成像系统和 GIARoot 软件平台相结合的多视角图像分析法精度进行了较系统的评估。并利用此套系统动态定量分析了不同氮素水平对番茄幼苗根构型的影响,为进一步研究植物根构型与矿质元素互作提供新的手段和依据。 【方法】 本研究以“中杂 109”番茄为材料进行水培试验,设置 4、12、20 mmol/L 3 个氮处理,分别以 N4、N12、N20 表示,定植于透明玻璃柱中 16 d。利用自行设计的根系多视角成像系统获取每天根系 360°图像序列,并基于 GIARoot 软件平台对图像序列进行根系特征参数的定量计算,在第 16 d 时将根系进行破坏性取样,将 GIARoot 基于无损测定分析的图像系列结果与 WinRHIZO Pro 的破坏性取样根系扫描图的计算结果进行对比评估。 【结果】 GIARoot 与 WinRHIZO Pro 根系特征参数评估结果总体上线性回归斜率在 0.96～0.99, R2 均为 0.99, RE 为 2.95%～12.69%,根总长、根总表面积、根总体积和根平均直径的 RMSE 分别为 44.73 cm、4.96 cm2、0.09 cm3、0.05 mm,各个根系特征参数差异均不显著 ( P > 0.05)。在 N4、N12、N20 3 个氮处理下,番茄幼苗定植 16 d 内各根系特征参数值均为 N12 处理最大,且 N20 的根总长、根总表面积、根垂直投影面积、根总体积分别比 N4 的高 14.2%、13.2%、35.8%、27.7%,而 N4 的横截面最大根个数、一级侧根个数分别比 N20 的高 28.2%、30.4%。不同氮水平间,第 4 d 根总长、根总表面积、根垂直投影面积出现显著性差异 ( P < 0.05),N12 分别比 N20 显著高 113.9%、153.7%、113.8%。第 12 d 根总体积、横截面最大根个数出现显著性差异 ( P < 0.05),N12 分别比 N20 显著高 57.0%、117.9%。而根平均直径 16 d 内无明显差异 ( P > 0.05),均在 0.42～0.54 mm。 【结论】 利用将多视角成像系统和 GIARoot 软件平台结合的多视角图像法,进行无损测量获取根系特征参数值是可行的。通过对不同氮水平下番茄幼苗各根系特征参数分析表明,适当提高氮浓度可以促进番茄幼苗根系生长,20 mmol/L 的高氮对根系生长具有抑制作用,且相对于根总长、根总表面积、根垂直投影面积、根总体积,这种抑制对侧根数量尤为明显,氮素浓度对根平均直径影响最小。      

尖果沙枣生长特征及光合特性对不同程度干旱胁迫的响应

[目的]研究土壤不同相对含水量,对一年生尖果沙枣幼苗生长特征参数和光合特性的影响.[方法]以一年生尖果沙枣实生苗作为研究对象,采用盆栽模拟干旱处理,测定其生长特征参数、光合特征参数和光合素色含量.[结果]随着土壤相对含水量的减少,尖果沙枣幼苗的主干、主枝的生长量和植株总生物量呈现先上升后下降趋势,其中T1处理的主干、主枝相对生长速率和总生物量均最高,值分别为(25.7±2.4);、(194.0±32.6);和(19.5±2.0)g,而T3处理的干物质积累率和根冠比均显著高于其它处理.与对照(CK)相比,T1处理的CO2同化效率(Ph)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均显著高,T2处理的Pn、Tr和Gs均无显著差异,T3处理的Pn、Tr和Gs均显著低.[结论]尖果沙枣具有较强的抗旱性,在土壤相对含水量为50;～55; (T1)的条件下,能表现出较高的CO2同化能力和生长势,而且轻度干旱条件在一定程度上能够抑制尖果沙枣主干的顶端优势,反而促进侧枝的生长,提高尖果沙枣在生态建设中的防风固沙能力.     

图像处理识别玉米品种的特征参数研究

该文以中国普遍种植的黄玉米为研究对象,通过对不同品种玉米籽粒数字图像信息的分析对比,发现玉米籽粒白色部分(胚部)与黄色部分(冠部)的面积、颜色等信息可以作为识别玉米品种的特征.采用基于支持向量机的遗传算法结合SPSS统计软件进行试验验证,得出玉米籽粒白色部分与黄色部分的面积比例、黄色部分的蓝色分量与饱和度在玉米品种识别方面具有显著价值.     

木醋液对土壤pH、EC与茄子叶片光合特性及根系发育的影响

为探究木醋液对土壤性质和植物生长发育的影响,以玉米、小麦秸秆和杂木在制备生物炭过程中产生的木醋液为研究材料,通过盆栽试验,研究了灌施不同稀释倍数的木醋液对土壤pH、EC（电导率）和茄子生长发育的影响。结果表明,与灌施清水相比,土壤pH值随着木醋液稀释倍数的增大而增大,当稀释倍数增大到1∶300时pH值与灌施清水处理无明显差异。灌施木醋液后土壤EC值随着木醋液稀释倍数的增大而减小,当稀释倍数增大到1∶300时EC值与灌施清水处理差异不显著。生物试验表明,灌施稀释倍数小于10倍的木醋液会对茄子产生毒害作用,灌施1∶50以上的木醋液可以增强茄子叶片净光合作用,增加叶绿素含量,促进茄子的生长发育和根系生长。木醋液对作物的促进作用随着灌施木醋液稀释倍数的增加逐渐减弱,灌施稀释倍数1∶300的木醋液与灌施清水处理差异不显著。研究表明,浇灌适宜稀释倍数的木醋液可以调节土壤pH和EC值,促进茄子生长,这为木醋液在蔬菜种植中的应用推广提供了参考。     

低温胁迫对3种常绿阔叶树种苗木光合能力的影响

以格木(Erythrophleum fordii)、闽楠(Phoebe bournei)和樟树(Cinnamomum camphora)3种常绿阔叶树种苗木为研究对象,以日平均气温19.5℃为对照,12.0℃和7.1℃分别作为低温胁迫Ⅰ和Ⅱ处理,分析广州冬季自然降温过程中苗木气体交换参数和光响应曲线特征参数的变化.研究结果表明,与对照相比,低温胁迫后3个树种苗木净光合速率(Pn)均有不同程度下降,但格木和闽楠在低温胁迫Ⅱ阶段的Pn比低温胁迫Ⅰ阶段有所回升.气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)的变化表明低温胁迫Ⅰ阶段Pn下降可能是非气孔限制因素引起的,而低温胁迫Ⅱ阶段闽楠的Pn下降可能是气孔限制因素引起的,格木和樟树仍是Pn下降可能是非气孔限制因素引起的.随着低温胁迫加强,格木因蒸腾速率(Tt)升高而导致水分利用效率(WUE)逐渐下降,而闽楠和樟树的Tr逐渐降低,WUE逐渐升高.3个树种幼苗在对照时的光补偿点(LCP)均低于20 μmol· m-2·s-1,光饱和点(LSP)均高于800 μmol·m-2·s-1,对光环境的适应性较强,具有较强的光能利用能力;低温胁迫使最大光合速率(Amax)均下降、LSP降低、LCP升高,表明低温下幼苗的光能利用能力和对光环境的适应性都下降.格木暗呼吸速率(Rd)的变化趋势与LCP的相同,而樟树和闽楠Rd的变化趋势则与LCP相反,表明前者通过提高代谢来抵抗低温胁迫,其Pn的提高是以消耗更多的水分为代价的,而后两者则是通过降低代谢来适应低温,较好地协调了碳同化和水分耗散之间的关系.     

鲜食葡萄冷链物流气体传感器响应特征试验研究

随着冷链耦合保鲜/气调技术的发展,气体成分参数已经成为鲜食葡萄冷链物流监测与追溯的重要指标之一。针对现有气体传感器不能满足冷链物流监测与追溯的高精度和微量化需求,选取CO2、O2和SO2为基本参数,利用基于时域特征参数提取方法,研究气体传感器静态、动态响应的特征参数,用线性回归法进行优化,筛选最佳特征参数。研究结果表明,鲜食葡萄冷链物流O2和SO2传感器最佳特征参数分别为空气中的响应基值Xa、稳态响应幅值Xg、响应速度Dres、响应恢复速度Drec、响应时间tres、响应恢复时间trec和响应幅值的累积Int Pres,其中,CO2传感器响应幅值的累积特征低于O2和SO2传感器。最佳特征参数能够对冷链物流中具有累积效应的气体传感信号进行有效地特征分析,进一步提高冷链物流气体传感器应用及监控的精度、灵敏度和稳定性。     

不同分辨率DEM提取切沟形态特征参数的转化研究

选取黄土丘陵区岔巴沟流域不同位置和不同沟道级别的30条典型切沟为研究对象,基于三维激光扫描技术(LIDAR),建立了基于高分辨率DEM提取切沟形态特征的方法,对比分析了0.1m与5m2种分辨率DEM提取切沟形态特征参数的差异,实现对低分辨率DEM提取的切沟形态特征参数向高分辨率尺度转化。结果表明:基于三维激光扫描技术获取的0.1m高分辨率DEM提取的切沟形态特征值与手工测量的切沟形态特征值之间无显著差异,三维激光扫描技术提取的切沟长度、宽度、深度、表面积和体积分别是手工测量的94.0%,109.1%,107.7%,80.1%和109.0%,表明三维激光扫描技术获取的0.1m高分辨率DEM可较准确地描述切沟形态特征。0.1,5m2种分辨率DEM提取的切沟长度间无显著差异,但2种分辨率DEM提取切沟宽度、深度、表面积和体积间差异显著。5m分辨率DEM提取的切沟宽度、表面积和体积分别较实际值分别偏大28.6%,25.6%和19.7%;而其提取的切沟深度较实际值偏小37.0%。据此,通过模型筛选,分别建立了0.1m高分辨率DEM与5m分辨率DEM提取的切沟宽度、表面积和体积转换模型。模型验证结果表明,本研究所构建的切沟宽度、表面积和体积转换模型的决定系数均大于0.6,模型有效性系数均大于0.5,说明3个转换模型均具有较好的预报精度,为研究黄土丘陵区沟蚀特征提供了重要方法和手段。     

基于BP神经网络的脱绒棉种品种识别

为了提高脱绒棉种品种识别的准确率,提出了基于BP神经网络的非线性识别方法。本文以新路早36、中棉50、惠远710三个品种为研究对象,基于图像处理技术提取了脱绒棉种的颜色和形状特征参数,后又通过对特征参数进行单因素分析选取了差别较明显的9个特征参数参与网络的训练,提高了训练速度。经训练比较得出,当训练目标为0.02,训练次数为3000,隐含层的结点数为12时,模型的训练误差最小。经过对测试集进行测试,得出综合测试准确率为90%,证明了该方法是可行的,提高了脱绒棉种的识别准确率。     

不同水分条件下水稻光合作用的光响应模型的比较

采用非直角双曲线模型、直角双曲线模型和直角双曲线修正模型,研究了不同水分条件对水稻叶片光响应特征的影响。结果表明:随土壤水分的降低,水稻功能叶片的光响应曲线下降,且在光强高于400μmol/(m2.s)时,不同土壤水分状况的光响应曲线差距变大。三种模型模拟结果总体上都能较好地反映光合作用的光响应特征。光响应特征参数方面,三种模型都能反映水分亏缺对水稻叶片LCP的影响,但仅直角双曲线修正模型拟合的Pmax与实测最为接近,且非直角双曲线模型不能反映水分变化对AQY的影响。采用传统的线性回归方法得到的LSP值大幅度偏低,其所对应的光合速率仅为同模型中最大净光合速率的39%～55%,而直角双曲线修正模型通过模型参数直接计算确定的LSP与实测值最接近。因此,总体上直角双曲线修正模型在反映水稻叶片的光响应特征及对水分亏缺的响应方面具有优越性。