作物气孔导度模型研究进展及应用现状

旨在为作物耗水和碳水交换相关研究的模型选择提供理论指导,本研究归纳了气孔导度对单一和综合环境因子的响应情况;对现有气孔导度模型进行了分类和比较,包括基于Jarvis模型建立和改进的经验模型、基于BWB模型建立和改进的半经验模型、基于ABA调控建立和改进的模型、基于保卫细胞膨压控制理论建立和改进的模型;并概述了气孔导度模型在作物水分利用研究领域的应用,以叶片气孔导度和冠层导度的定量关系为切入点建立多尺度联合的机理模型将是未来作物耗水尺度拓展研究的热点。     

作物水分利用效率研究方法及尺度传递研究进展

提高作物水分利用效率（WUE）是缓解农业生产水资源匮乏压力的有效途径,而水分利用效率尺度传递是各尺度WUE相互表征、验证并应用于实际生产的基础。本文概述了作物叶片、植株、群体尺度WUE的主要观测技术,包括叶片气体交换测定、碳同位素判别、桶栽称重、涡度相关观测等,其中碳同位素判别法为研究作物水分利用的长期累积效应提供了新的思路,且适用于多个尺度;总结了各尺度WUE的影响因子及作物耗水的生理机制,阐明各尺度WUE均受气孔导度调控。讨论了叶片到植株、叶片/植株到群体的尺度传递的可行性,集中分析了尺度传递的主要限制因素,指出叶片到植株的传递研究难点集中于叶片分布和光分布的不确定性、植物夜间呼吸和蒸腾以及植物适应环境的生理调节机制等过程;而叶片/植株到群体的传递研究主要受冠层形态学差异、冠层阻力、土壤蒸发及植物同化物分配机制等限制。最后总结了尺度传递方法的现有研究成果。目前作物WUE尺度传递主要依靠模型的完善和观测手段的提高,叶片到单株的尺度传递需关注日间与夜间耗水的分离及作物各部分的光合特性;叶片/单株到群体的传递可先明确蒸散结构,了解耗水特征,再以气孔导度和冠层导度的关系为切入点,利用模型探究传递机制。     

冬小麦光合特性对CO2浓度与土壤含水量的响应机制

光合作用是衡量植物对环境响应的重要指标,通过光响应曲线拟合量化光合特征,可从生理机制方面揭示出植物在不同生长环境下自身的调节与适应机制。本文利用Li-6400便携式光合仪测定了冬小麦在4种不同处理条件下灌浆期旗叶的光响应曲线,采用直角双曲线模型(RHM)、非直角双曲线模型(NRHM)、直角双曲线修正模型(RHMM)、指数模型(EM)和指数改进模型(MEM)对光响应数据进行拟合,分析了不同CO_2浓度和土壤含水量对冬小麦光合特征的影响。结果表明,直角双曲线修正模型对各处理下冬小麦光响应曲线和光响应曲线参数的拟合值都与实测值较为接近,拟合效果最好;随着CO_2浓度升高,各水分处理下冬小麦表观量子效率(α)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(P_(nmax))增大,光补偿点(LCP)和暗呼吸(R_d)降低,即CO_2浓度升高能有效增加冬小麦的光能转化率和光能利用范围,提高冬小麦的光合能力;随着土壤含水量的降低,冬小麦光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)升高,但表观量子效率(α)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)降低,即冬小麦虽然能通过提高初始光合效率抵消一部分干旱胁迫的影响,但干旱胁迫仍会降低冬小麦光合能力;此外,CO_2浓度的增加能抵消部分冬小麦因干旱胁迫引起的光合能力降低。     

基于探地雷达和电容法的作物根系原位无损测量技术研究进展

改善根系结构提高作物的抗逆特性是保障粮食安全的有效途径。但传统破坏性取样根系测量方法费时费力，且破坏了根系的原位状态。为满足栽培和育种对根系信息的需求，亟需发展原位无损的根系测量方法。因此，该研究综述了相关技术的研究现状，以目前能够在田间应用的作物根系原位无损测量技术-探地雷达和电容法为例，系统分析总结了两者技术原理、当前应用情况、存在的关键问题以及未来研究方向等，研究认为，提高探地雷达测量作物根系的精度和证实电容法测量根系的可行性是未来研究主要的着力点。     

6个蓝莓品种花粉特性和花粉育性的比较

为了探究湖南蓝莓引种区不同品种的花器形体特征及花粉生活力,从而为南方地区蓝莓引种栽培和授粉树的配置提供参考依据,采用纤维素酶溶解法、联苯胺染色法和离体培养等技术,对‘莱格西’、‘布里吉塔’、‘夏普蓝’、‘密斯梯’、‘粉蓝’、‘梯芙蓝’等6个蓝莓品种的花粉特性、花粉量、花粉生活力、花粉萌发率等进行了比较研究。测定结果表明:1蓝莓花粉量在各品种间存在差异,‘莱格西’、‘布里吉塔’、‘夏普蓝’、‘密斯梯’、‘粉蓝’、‘梯芙蓝’的花粉数依次为162、250、178、166、141、170粒/花药,其中‘布里吉塔’的花粉数量最多,‘夏普蓝’次之,‘粉蓝’最少;2蓝莓花粉生活力在各品种中存在差异,‘莱格西’、‘布里吉塔’、‘夏普蓝’、‘密斯梯’、‘粉蓝’、‘梯芙蓝’的花粉生活力依次为30.87%、26.79%、31.34%、23.83%,18.80%、24.83%,其中‘夏普蓝’的花粉活力最大,‘莱格西’次之,‘粉蓝’最小;3 6个蓝莓品种花粉萌发所需的最适蔗糖浓度不尽相同,‘莱格西’、‘布里吉塔’、‘密斯梯’在蔗糖浓度为10%时其花粉萌发率均最高,依次为25.60%、9.10%、27.20%;当蔗糖浓度为15%时,‘夏普蓝’、‘粉蓝’、‘梯芙蓝’3个蓝莓品种的萌发率均达到最高值,依次为26.20%、21.20%、61.40%;4 6个蓝莓品种中,‘夏普蓝’花粉萌发所需的最适硼酸浓度为300μg·L-1,而其他5个品种花粉萌发的最佳硼酸浓度均为200μg·L-1;5 6个蓝莓品种花粉萌发所需的最适培养温度均为25℃。研究结果表明:6个蓝莓品种中,‘莱格西’和‘夏普蓝’均较适合用作授粉植株,其花粉量和花粉萌发率均较高。