增氧模式对水稻光合特性及产量的影响

【目的】研究不同增氧模式对水稻光合特性和物质生产的影响,并探讨适宜不同生态型水稻品种生长以及提高其产量的增氧模式,进一步明确稻田根部增氧对水稻生长的作用,为水稻好氧栽培提供参考和理论依据。【方法】以中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)3种不同生态型水稻品种为材料,设置增施过氧化钙(T_1)、微纳气泡水灌溉(T_2)和表土湿润灌溉(T_3)等不同增氧模式以及淹水对照(CK),分别测定水稻叶片光合特性、干物质积累量和产量等指标。【结果】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉处理增加了3个水稻品种主要生育期的叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和干物质量,水稻有效穗数和结实率显著高于对照;表土湿润灌溉处理下,3个品种的叶片SPAD值、叶面积指数、光合参数和干物质量下降,结实率显著低于对照,但提高了叶片水分利用率。完熟期,增施过氧化钙处理下,中浙优1号、IR45765-3B和中旱221稻谷产量分别较对照增加了22.38%、18.27%和18.17%;微纳气泡水灌溉处理下,3个品种稻谷产量分别较对照增加了13.89%、10.67%和8.85%;表土湿润灌溉处理下,产量分别比对照减少5.86%、8.19%和6.16%。【结论】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉有助于提高水稻叶片叶绿素含量、叶面积指数和光合作用能力,并显著增加水稻干物质积累和产量;而表土湿润灌溉处理下,水稻水分供应不足,叶片光合作用及产量均有所下降。     

稻鱼共作对水稻叶绿素荧光特征及产量的影响

为探究稻鱼共作系统对水稻叶绿素含量（SPAD值）、荧光参数及产量的影响,设置9000（M1）、15 000（M2）和21 000尾/hm²（M3）稻田鱼放养密度,以水稻单作为对照（CK）,测定水稻不同生育期叶片SPAD值、叶绿素荧光参数和水稻产量及其构成要素。结果表明,与CK相比,在水稻分蘖期和成熟期,各处理叶片光合系统Ⅱ的最大光化学量子产量（F_v/F_m）和潜在光化学活性（F_v/F_o）均显著提高,且成熟期M1和M2处理的剑叶非光化学猝灭系数q_N和NPQ均显著降低;抽穗期各处理SPAD值均比CK显著提高。与CK相比,各处理结实率均显著提高,实际产量均增加,田鱼产量表现为M2>M3>M1,但无显著差异。相关性分析表明,水稻叶片SPAD值、F_v/F_o、F_v/F_m与有效穗数、结实率和产量呈显著正相关,q_N和NPQ与穗粒数呈显著负相关。综上,稻鱼共作系统提高了光能转化效率,减少了光能热耗散,改善了水稻的光合特性,有利于稳定及提高水稻产量。本试验中稻田鱼15000尾/hm²为适宜的放养密度。     

立体匀播和施氮量对冬小麦产量构成及旗叶光合性能的影响

为探索与立体匀播相配套的氮肥运筹技术,在河北省赵县实验基地,以中筋小麦衡观35为供试材料,研究不同播种方式及施氮量对小麦产量及旗叶光合性能的影响。试验设立体匀播（C1）、常规条播（C2）2种播种方式和0（N0）、180（N1）、240（N2）、300kg/hm ²（N3）4个施氮量处理。结果表明：在N0、N1、N2、N3施氮处理下,立体匀播较常规条播处理的增产幅度分别为6.1%、12.7%、6.6%、8.4%,即在0~300kg/hm ²施氮量范围内,立体匀播的小麦子粒产量均高于常规条播。两种播种方式下,单位面积穗数、千粒重均随着施氮量的增加而增加,穗粒数则表现为N3>N1>N2>N0。立体匀播技术结合300kg/hm ²施氮量,小麦株高、穗长、小穗数均达到最大值。两种播种方式下,在灌浆后期,N0、N1旗叶SPAD值和净光合速率（P_n）迅速下降,与N2、N3相比差异显著。综合考虑最终子粒产量及产量构成要素,在立体匀播条件下,240kg/hm ²施氮水平可以较好地满足小麦灌浆期对氮肥的需要,有利于实现小麦高产。     

RGB与HSI色彩空间下预测叶绿素相对含量的研究

为探明RGB与HSI两种色彩空间下水稻叶色图像参数与叶绿素相对含量(SPAD)之间的关系,应用支持向量机的方法预测水稻叶片的SPAD值,为快速精准获取植物SPAD值提供理论基础,同时为科学施肥提供理论指导。水稻田间试验于2015—2017年在江西农业大学农学试验站和江西省成新农场进行,供试水稻品种为金优458(JY458)、中早35(ZZ35)和两优培九(LYP9),每个水稻品种均设计4组不同的氮素水平。通过对获取的水稻图像进行叶色参数提取以及叶绿素仪测量的SPAD值来分析水稻叶色图像参数与SPAD值之间的关系,并用支持向量机的方法建立相关模型预测SPAD值。结果显示,较RGB色彩空间下三种水稻品种在HSI色彩空间上预测值的均方根误差分别减少了0.067 5(JY458)、0.020 0(ZZ35)和0.154 2(LYP9),平均相对误差比RGB色彩空间下分别减少了0.084 2(JY458)、0.133 5(ZZ35)和0.238 2百分点(LYP9)。水稻叶片在两种不同色彩空间下的叶色图像参数和水稻叶片SPAD值之间存在显著性相关(P<0.05),利用改进的网格搜索算法优化支持向量机的方法建立水稻叶片SPAD值预测模型,其预测结果误差小,为快速准确无损获取植物SPAD值的预测提供了一种新方法。     

烤烟不同成熟期色素含量变化及其与叶绿体超微结构的关系探究

为明确烤烟成熟过程中色素含量变化及其与叶绿体超微结构的关系，以3个烤烟品种为试验材料，针对未熟、适熟和过熟的中部叶叶片，进行了活体叶绿素SPAD值、叶绿素含量、叶绿素酶活性测定，并对叶绿体超微结构进行观察和分析。结果表明：3个烤烟品种中部叶的叶绿素含量、活体叶绿素SPAD值及叶绿素酶活性均随着烟叶成熟过程呈现出下降趋势。随着成熟度的提升，叶绿体结构由完整到破裂，淀粉粒和嗜锇颗粒增多、体积增大，基粒片层由紧凑变为疏松，结构紊乱扭曲，基质片层和基粒片层间的界限明显度也下降，淀粉粒和嗜锇颗粒向着细胞中部游离，叶绿体被膜逐步破损。基粒片层数和片层垛叠数也随着成熟度的加深不断减少。相关分析表明，烤烟成熟期中部叶的色素含量与叶绿体超微结构间存在较强的相关性，这使得从色素、SPAD值判定成熟度有了内在依据，因而能够更好地判定成熟度并在最佳采收期采收。     

Evaluation of Five Methods to Measure Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) in Apple and Citrus

Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) is a common remote sensing calculation used to assess green biomass in addition to nutrient, pest, and water stress. The approach used in NDVI has potential for a broader use of remote sensing of plant physiological status. The purpose of the study was to evaluate techniques to that utilize combined near-infrared (NIR) and visible detection by low cost web cameras in comparison with a dedicated NDVI sensor and direct measurement of red-green-blue (RGB) and NIR bands to calculate NDVI and identify water stress. Established techniques as well as new techniques for NDVI computation from cameras were evaluated and compared to soil plant analysis development (SPAD) chlorophyll meter values to assess the accuracy of NDVI for predicting plant stress in apple and citrus. NDVI is a useful tool when evaluating long-term crop changes such as pest damage, chronic water shortage, and nutrient deficiencies that affect chlorophyll but NDVI is not useful for acute stresses such as an irrigation pump failure or plugged irrigation lines that have an effect within days.     

不同施氮量及基追比例对玉米冠层生理性状和产量的影响

以加拿大魁北克地区推广的玉米品种Pioneer 38B84为材料,研究不同施氮量和基追比例对玉米最上一片全展开叶SPAD值、Dualex值、净光合速率(PN)、叶面积指数(LAI)、地上部生物量、冠层叶绿素密度(SPAD×LAI)、冠层光合能力(PN×LAI)以及产量的影响。试验设5个处理:N0(基0+追0)、N20+93(基20 kg/hm2+追93 kg/hm2)、N45+68(基45 kg/hm2+追68 kg/hm2)、N113(基113 kg/hm2+追0)和SAT225[基225(播种时施氮45 kg/hm2,播种后10 d再沟施180 kg/hm2)+追0],完全随机区组设计,重复4次,基本苗为79000株/hm2。结果表明,追肥前,叶片SPAD值、PN、LAI、地上部生物量、SPAD×LAI及PN×LAI均随基肥氮量的增加而增加,Dualex值则降低。同等施氮量下,基肥配合追肥显著提高叶片SPAD值,而追肥对叶片Dualex值和PN无显著影响。虽然基肥配合追肥处理的LAI、地上部生物量、SPAD×LAI、PN×LAI在追肥后均显著低于氮肥一次性基施,但显著提高了玉米产量。基施氮肥20 kg/hm2与45 kg/hm2处理之间玉米产量无差异,但前者过早地表现出缺氮。总施氮量为113 kg/hm2时,其SPAD值、Dualex值、PN、LAI、地上部生物量、SPAD×LAI以及PN×LAI等指标在出苗后256~0 d与SAT225处理差异不显著,但产量却显著低于SAT225处理。本试验条件下,基肥量45 kg/hm2能较好地满足玉米前期生长,但总施氮量113 kg/hm2不能满足玉米全生育期的需求,需要进一步地评估适宜的施氮量。同等施氮量下,基肥配合追肥显著提高玉米产量;SPAD值和Dualex值均与玉米植株氮含量显著相关,SPAD和Dualex可以作为实时快速指导玉米追肥的有效工具。     

减磷对华南早晚兼用型水稻产量的影响

为了筛选出适宜华南水稻减量化栽培的品种, 明确其在减磷栽培条件下产量构成特点。本试验以常规优质稻“粤晶丝苗2号”、“桂香占”和杂交稻“华优8305”及超级杂交稻“天优998”为材料, 研究了常规施磷肥(P2, 过磷酸钙450.0 kg·hm^-2)、减量施磷肥(P1, 过磷酸钙315.0 kg·hm^-2)和不施磷肥(P0, 过磷酸钙0 kg·hm^-2)3个处理下水稻生育后期群体LAI、剑叶SPAD值、叶片老化指数、产量及其构成。结果表明: 3个磷肥水平中, P0处理下“华优8305”因总粒数显著最高的优势而获得超高产; P1处理下“天优998”因有效穗数、穗粒数和结实率的优势而高产; P0、P1、P2对“桂香占”产量无显著影响,而 P2处理下“粤晶丝苗2号 ”有效穗数和穗粒数表现出协同提高的优势而获得高产。可见, 华南早晚兼用型常规稻“桂香占”和杂交稻“华优8305”适宜实施磷肥减量化栽培。此外, 对不同磷处理下各水稻品种LAI、SPAD值及叶片老化指数的研究表明, 水稻高产归功于齐穗后绝对值适宜的群体LAI、剑叶高且持久的SPAD值及较大的叶片老化指数等所塑造的后期功能型强“源”.     

温度对栾树秋叶变色的影响

利用SPAD指数,考察温度对2011年秋季北京市区内典型秋季树种——栾树秋叶变色的响应程度。结果表明,昼夜温差对栾树SPAD数值的影响并不显著,最低温对栾树SPAD数值的影响极显著。当日最低温在10℃至5℃之间的积累天数超过10 d时,有利于栾树变色。当日最低温低于12℃时,叶片开始变色,在9℃左右时效果最好,在8℃以下时,叶片近全变色。     

50种植物叶片绿色度和叶绿素含量相关性研究

[目的]比较不同类群植物叶片绿色度(SPAD值)和叶绿素含量,分析其相关性,以期了解各类植物对环境的特殊适应性。[方法]利用SPAD-502叶绿素计和分光光度计分别测定广州大学校园50种常见植物的SPAD值以及叶绿素含量。[结果]13种豆目植物和4种夹竹桃科植物叶片SPAD值均在0.05水平显著高于总体平均值;豆目植物中,云实科植物叶片SPAD值和叶绿素含量普遍高于蝶形花科和含羞草科植物的相关值。6种外来植物叶片SPAD值在0.05水平显著低于总体平均值,而叶绿素a/b以及叶绿素含量则低于总体平均值,但差异不显著。[结论]50种植物叶片SPAD值与叶绿素含量的最佳相关函数为多项式函数。