玉米冠层结构、光分布和光合作用研究综述

玉米冠层结构的研究与光分布的研究相辅相成.叶片是玉米冠层结构中最主要的器官,先人曾利用叶角分布来表示玉米的空间结构.对玉米冠层结构的描述也集中在叶曲线和叶形的描述上.三维重建技术给玉米冠层结构研究带来新的生机,在此基础上,利用投影Z-Buffer算法和Turtle模型也使冠层内光分布研究得到了发展,弥补了指数模型应用假设的不足,克服了G函数应用复杂和繁琐的缺点.这些研究为准确计算光合作用的研究打下了坚实的基础.玉米叶片空间结构和株型的差异使得光在冠层内的分布不同,从而影响了光合作用。     

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。     

杂交稻制种母本群体冠层结构对异交结实率和产量影响初探

杂交稻制种母本群体冠层结构对异交结实率和产量影响初探Ａｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｅｆｅｃｔｓｏｆｃａｎｏｐｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｅｅｄｐａｒｅｎｔｓｏｎｏｕｔｃｒｏｓｓｉｎｇｒａｔｅａｎｄｓｅｅｄｙｉｅｌｄｉｎｈｙｂｒｉｄｒｉｃｅ...     

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。     

水稻开花期冠层温度与土壤水分及产量结构的关系

在开花期对水稻进行不同梯度水分胁迫处理,研究了水稻开花期冠层温度与土壤水分状况及产量结构之间的关系。 水稻开花期冠层温度一般低于气温,但土壤含水量对冠层温度有显著影响,土壤含水量越低,水稻冠层温度越高,冠气温差绝对值越小,并且在13：00时冠气温差与对照差别最大,认为13：00可以作为测定冠气温差的最适时间。通过对开花时间进行观察,发现土壤含水量最低的处理,植株开花高峰提前,开花时间集中在花期的最初3 d,其平均穗长较小,穗重较轻;而土壤含水量较高的处理与对照一致,开花时间主要集中在花期中间时段,平均穗长较大,穗重较重。土壤含水量越低,每穗饱粒数越少。     

水稻冠层二向反射率的模拟及其反演

 在2000年晚稻大田试验中，设5个氮素水平，即严重缺氮、缺氮、氮适中、氮过多和氮严重过多5种不同的生长状况，实测了5种氮素水平下的水稻冠层二向反射率、叶片反射率、透射率、冠层结构参数等，利用FCR模型模拟冠层二向反射率，模拟精度用RMSE值和相关系数r检验，利用POWELL法反演冠层结构参数，当叶面积指数>3时，反演结果与实测值的相对误差小于10%。     

高产高效水稻冠层光能利用特征研究进展

通过挖掘作物的生物学潜力,而非过分依赖水肥的大量投入,是实现作物产量和资源利用效率协同提高（高产高效）的重要途径。水稻产量主要来自抽穗后的光合作用,因此要实现水稻的高产高效,提高冠层光能利用率（RUE）具有重要意义。本文综述了水稻高产高效的叶面积和冠层光能利用特征以及物质积累与运转特点,分析了目前存在的问题和对未来研究的展望。     

小黑麦群体冠层结构及产量构成差异分析

为了解不同类型小黑麦冠层结构及产量构成差异,以加工型品种东农8809、饲用型品种东农5305和粮饲兼用型品种东农96026为材料,采用随机区组设计,探讨了三种类型小黑麦主要生育阶段的平均叶倾角、天空散射辐射透过率、太阳直射辐射透过率、消光系数和叶面积指数的特点。结果表明,加工型品种东农8809的消光系数小,生育后期叶倾角过大,出现漏光现象,这种不合理的冠层结构造成太阳辐射的浪费,使籽粒产量形成受到限制;饲用型品种东农5303的平均叶倾角在营养生长阶段最大,孕穗期降低,营养生长阶段较合理的冠层结构成为其较高叶面积指数形成的基础;粮饲兼用型品种东农96026的平均叶倾角、天空散射辐射透过率和直接辐射透过率均小,消光系数大,冠层结构合理,对光的截获能力强,籽粒产量最高。     

地膜覆盖旱直播栽培对水稻产量及群体冠层特性的影响

通过田间试验,研究了地膜覆盖旱直播栽培水稻群体冠层的结构特性、生态特性以及产量和产量构成。结果表明：地膜覆盖旱直播栽培水稻产量高于常规水育秧栽培（CK）,有效穗数和成穗率增加。地膜覆盖旱直播栽培冠层各个层次的覆盖指数都显著低于常规水育秧栽培,冠层中、下层平均叶倾角大于常规水育秧栽培,叶片直立,增加了光的通透性。地膜覆盖旱直播栽培水稻冠层空气最高温度延迟2 h达到,且小于对照;冠层空气CO2浓度则较对照延迟2 h达到最低点,且12：00之前高于对照,14：00之后则低于对照;冠层空气水分含量12：00之前小于对照,14：00之后则略大于对照。说明地膜覆盖旱直播栽培改善了群体结构和生态特性,为水稻高产提供了较好的生态基础。     

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。     

国外早熟大豆冠层粒重分布与产量的关系

对国外早熟大事产冠层产量分布特点及冠层产量百分比与小区产量的相关性进行了研究。结果表明：品种之间在产量空间分布的上层产量及下层产量存在显著差异，中层产量差异不显著；上层产量与小区产量呈显著正相关，下层产量与小区产量呈显著负相关，中层产量与小区产量无明显相关；在产量冠层结构中，上中层产量占全株产量比重较大的品种，其最终产量也相应较高。     

高产玉米群体的冠层结构及光合特性分析

以紧凑型高产玉米品种郑单958为试验材料,用红外气体分析仪和冠层分析仪测定并比较了不同密度下玉米群体的冠层结构和光合特性。结果表明:高产玉米群体的产量增加源于肥水管理与综合栽培技术创建了合理的群体冠层结构,在追求较高的叶面积指数且使之尽早达到最佳状态、减少前期光能漏射损失的同时,保证了叶片维持较长的功能期,尤其在吐丝至乳熟期间。高产玉米群体在大喇叭口期至吐丝期叶面积指数(LAI)为4.0～4.6,乳熟期不低于3.2,吐丝期平均净光合速率(CO2)为31.2μmol/(m2.s)。     

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。     

群体结构对玉米冠层特征,光合特性及产量的影响

研究了不同群体条件下玉米杂交间种闽单８８各生育时期叶面积系数,净同化率,作物率的变化以及群体内的光分布特点。结果表明：在高产栽培条件下,该品种的适宜种植密度为６．７５－７．５万株／ｈｍ＾２。最大叶面积系数为４．０左右。     

穗型和行距对水稻冠层受光态势的影响

 提出了量化指标半消光深度（Ds）和冠层照光度（CLI）两个概念。利用这两项指标对不同行距下不同穗型水稻冠层的受光态势进行了比较研究，结果表明：在孕穗期，叶角是决定不同品种之间光分布差异的主要因素。一般叶角越小，冠层受光越优越。在齐穗期穗子成为影响冠层光分布的主要因素，并以弯穗型品种穗子遮光强烈而对冠层内光分布影响较大。灌浆期穗型的变化仍然是影响冠层光分布的主要因素：弯曲穗型由于穗子严重弯曲，上部受光良好，但下部并不比其他穗型优越。无论什么品种，在整个生育时期行距越宽，冠层受光越好。相同品种相同行距在不同生育时期光分布有明显变化，一般是在孕穗期光照条件比齐穗期优越，到灌浆期光照条件又有所改善。但不同品种变化规律不尽一致。     

冬小麦冠层氮素及硝酸还原酶活性的垂直分布

为了探讨冬小麦冠层不同层次氮素及NRA分布规律，解释冠层氮素垂直分布差异的内在原因，对两个籽粒蛋白质含量不同的冬小麦品种进行了研究。结果表明，冬小麦叶片含氮量沿冠层垂直分布呈明显的梯度，自冠层顶部向下逯层降低。不同品种间存在差异，籽粒蛋白含量高的中优9507上部层次梯度大于籽粒蛋白含量低的京冬8号，下部层次则反之，后期中优9507与京冬8号下部层次的差异更为明显。硝酸还原酶活性(NRA)也自冠层顶部逐层降低，但其梯度变化趋势与含氮量变化趋势并不完全一致。中优9507NRA高于京冬8号，其垂直梯度值也高于京冬8号相应梯度。京冬8号上部叶片NRA与叶片含氮量具有较高的相关性，能较好地反映植株的氮素状况，而中优9507上、中部叶片NRA均可以反映其植株氮素状况。二者下层叶片NRA都表现出与叶片氮素消长的不同步性。     

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。     

不同密度对棉花群体冠层结构及微环境的影响

以湘杂棉8号为试材．对不同种植密度处理下棉花的叶面积、群体冠层内的温度、湿度及光分布的情况进行分析。结果表明：密度处理对棉花上述几项指标均有影响,从构建良好的群体结构角度看,以30000株,hm^2最佳,39000株,hm^2次之。建议鄱阳湖棉区最佳种植密度为30000—39000株,hm^2。     

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。     

冬小麦冠层氮素垂直分布特征及其与籽粒蛋白质的关系

为了阐明小麦植株的氮素营养状况并合理调控品质形成,以弱筋小麦品种宁麦9号和强筋小麦品种豫麦34为材料.研究了氮肥运筹对冬小麦冠层氮素垂直分布特征的影响及其与籽粒蛋白质的关系.结果表明,植株氮含量随冠层层次的降低而降低;与对照(N0)相比,施氮显著增加了冠层氮含量.氮肥基追比对两品种冠层氮素垂直梯度值影响不一致,宁麦9号中上部叶片氮素梯度值随追肥比例增加而减小,下部叶片及茎鞘层氮素梯度值随追肥比例增加而增大;豫麦34整个冠层氮素垂直梯度值均随追肥比例增加而增大.相关分析表明,宁麦9号开花期冠层的下部、灌浆期下层叶片、中上层茎鞘间形成大的氮素梯度,促进了蛋白质积累;而豫麦34开花期冠层的中下部及灌浆期整个冠层形成大的氮素梯度,有利于提高籽粒蛋白质含量.因此认为宁麦9号和豫麦34分别采用基追比7:3和3:7的氮肥运筹方式能够合理协调氮素垂直分布,定向调控籽粒蛋白质的形成.