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。     

施氮对农田生态系统糖料及粮食作物群体微环境的影响

围绕近年来氮肥在主要粮食作物和糖料作物上的应用展开综述.从两大类作物施用氮肥对作物冠层温度、株间相对湿度、地面空气温度、光合性能及作物产量的影响进行分析,分析发现适量施氮可以降低作物冠层温度,增加株间相对湿度,降低地面空气温度,增加作物光合性能,为获得较高产量提供有利的外部环境条件.合理施氮可以缓解作物个体间氮素的竞争...     

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.     

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。     

小麦冠层氮素含量光谱估算研究进展

氮素作为作物生长和产量形成的首要元素,约占作物体干重的0.3%~5.0%,有生命元素之称。小麦是世界上种植面积最大、商品率最高的粮食作物,面积和总产量均占世界粮食作物的1/3左右,小麦氮素含量估算技术的现代化、信息化水平与农业的现代化、信息化密切相关,快速、准确、无损地获取作物氮素含量对制定合理施肥策略和农业可持续发展具有重要意义。本文首先对小麦冠层氮素含量光谱估算的原理进行了介绍,然后对目前氮素含量估算采用的数据类型和方法进行了总结分析,并在此基础上分析了目前小麦冠层氮素光谱估算存在的问题,对未来小麦冠层氮素光谱快速估算前景进行了展望。     

手持式植物冠层光谱测定仪在黄淮海平原地区冬小麦氮肥精准管理中应用的初步研究

通过应用手持式植物冠层光谱测定仪对冬小麦Feekes6生育期的冠层归一化植被指数（NDVI）和地上部氮素营养状况的测定，探讨了NDVI与小麦氮素营养状况之间的关系，旨在为手持式植物光谱测定仪在黄淮地区冬小麦氮肥精准管理中的应用提供依据。结果表明。小麦冠层NDVI值与同一时期植物干重产量、地上部氮素积累量间存在显著相关性（P〈0．01）；同时。Feekes6生育期冬小麦冠层NDVI值与收获期籽粒产量、地上部氮素积累量、籽粒氮素积累量之间存在显著相关性（P〈0．01）。对于地上部氮素积累量、籽粒氮素积累量与Feekes6生育期NDVI的关系，不同类型的拟合方程对比表明，直线方程比多项式、幂、指数和对数方程拟合结果的显著性更高。Feekes6生育期的红光／近红外比值（Red／NIR）与Feekes6生育期、收获期的作物产量、氮素积累量间也存在显著相关性。本文还讨论了利用Feekes6生育期NDVI值预测出的Feekes6生育期和收获期的作物地上部氮素积累量之差来计算冬小麦氮素追施量的方法。以上结果表明,黄淮海平原地区冬小麦Feekes6生育期冠层NDVI值和Red／NIR值可用于冬小麦的氮素精准管理。     

基于可见光光谱扫描的春玉米氮素营养诊断

采用可见光光谱扫描研究田间条件下春玉米冠层图像色彩参数和氮素营养指标之间的相关性以及简便、快捷、非接触性的作物氮素营养诊断方法。结果表明,春玉米冠层图像色彩参数与氮素营养指标间的相关性依次为6叶期>9叶期>3叶期。在6叶期,春玉米冠层图像色彩参数B、R/G、G/B、G/L、B/L、G/(R+G+B)均与氮素营养指标存在显著或极显著的线性相关关系,其中,G/(R+G+B)与氮素营养指标间的线性正相关性最高。运用可见光光谱扫描的数字图像进行东北地区春玉米氮素营养诊断是可行的,6叶期可作为春玉米氮素营养诊断的关键时期,G/(R+G+B)是春玉米氮素营养诊断的最佳冠层图像色彩参数。     

基于Voxler的棉花冠层温度空间分布的应用

棉花冠层温度信息与作物的水分状况密切相关，是对作物水分进行快速诊断，从而提高水分利用效率的关键指标。本研究利用田间机器人获取棉花冠层内不同空间位置的叶片温度和空气温度等参数，用Voxler软件进行后期数据分析，构建棉花冠层温度空间模型，可为作物实时状况的精确诊断提供理论依据，为今后开展精准灌溉研究提供参考。     

利用冠层温度和水汽压亏缺筛选高粱耐旱基因型的技术

早已明确植株温度是植株水分利用和产量的指标(Tannet,1963)。叶温升高与蒸腾冷却变弱有关,这是气孔关闭的结果(Gates,1964;van Bavel等,1968;Sumayao等,1977)。高梁杂交种的冠层温度与水分利用的关系密切(Chaudhurl等,1982)。Ehrler(1973)发现在晴天和水分良好的环境下,从上午8时至午后6时叶片—气温的平均差值与水汽压亏缺呈线性函数关系。Idso等(1981)发现,在大部分光照时间内,即日出后2～3小时至日落前2～3小时之间,冠层温度和气温之差与水汽压亏缺间呈现作物特有的线     

粒用高粱光合有效辐射的透射和吸收

已经有许多研究分析了植株冠层对光合有效辐射(PAR)的透射(TPAR)和吸收(APAR)。这些报告旨在研究达到最大叶面积指数(LAI)之前,APAR和(或)TPAR同LAI之间的关系。有些作物,如高粱和小麦的结实器官(穗)着生在冠层以上的茎秆上,在达最大叶面积之后高出叶冠层。此时叶片衰老、穗生长和穗柄延伸,影响冠层内的TPAR     

数字图像技术在马铃薯氮素营养诊断中的应用

应用数码相机获取马铃薯冠层图像色彩信息,探索出马铃薯氮营养状况的一种新方法。结果表明,在块茎形成期和块茎膨大期,数码相机获取的数字图像分析得到的冠层绿光与蓝光比值(G/B)与其它描述马铃薯氮素营养状况的指标如土壤无机氮、植株全氮含量、叶柄硝酸盐浓度、叶绿素仪读数均有良好的负相关关系。     

测定何时需要灌溉的新工具——枪式红外温度计

手枪式红外温度计已被用作估价作物生长状况的新工具.用这种"红外枪"对着某物(不必接触它),就可由"枪"后显示器显示该物的表面温度.健康的作物总是通过叶片蒸腾来散热.在干热的下午,作物冠层温度通常远比气温要     

干旱胁迫条件下不同基因型小麦品种的冠层温度和产量稳定性

在干旱胁迫下,利用冠层温度作为抗旱指标,寻求不同水分状态条件下不同基因型间冠层温度和产量稳定性的关系。于1986—1987和1987—1988年度分别试验了68个普通小麦和17个硬粒小麦品种,供试品种都生长在防雨棚内,或作充分灌溉处理或作逐渐增强的水分胁迫处理。各品种的籽粒产量稳定性由“干旱敏感指数”估计,即由胁迫和非胁迫环境下产量的差值来估计。冠层温度指示每种基因型植株的相对水分胁迫,比较“干早敏感指数”与干早胁迫下正午时的冠层温度,发现在两年里,对于不同基因型,二首呈正相关。这表明在于早胁迫下“干旱敏感”的品种不仅产量遭受损失较大,而且植株常处于较大的水分胁迫下,正午时的冠层温度也较高。以上结果有助于在干旱胁迫下,采用两种差异显著的水分状况,估计产量稳定性(或“干旱敏感指数”),同时可以应用冠层温度,作为选择抗旱性的手段。     

细胞分裂素对植物生长发育的调控机理研究进展及其在水稻生产中的应用探讨

细胞分裂素(cytokinin, CTK)对植物的形态、生理及产量有重要调控作用,是调控氮素吸收、转运与代谢的主要因子之一。本文概述了氮素的吸收、转运、代谢以及CTK的代谢、转运和信号转导路径,重点阐述了CTK与氮素协作调控根-冠关系的生理机制,即反式玉米素(tZ)及其核苷(tZR)受氮素诱导在根中合成,并转运至地上部,调控地上部氮的转运及分布,影响氮代谢酶的生理特性,从而影响植株光合特性及产量;冠层中氮能够诱导异戊烯基腺嘌呤(iP)及其腺苷(iPR)的合成,并通过韧皮部转运至根系,抑制根系氮素吸收、转运,抑制根系形态建成。在此基础上,进一步论述了CTK在协调源-库关系及提高籽粒充实度方面的作用,分析了栽培措施对CTK生理代谢的影响及其与作物生长相关的机理。同时探讨了CTK上述功能应用于水稻大田生产时存在的问题,并对今后的研究方向提出了建议。     

水分胁迫条件下氮素营养对不同冬小麦基因型的生理效应

为给旱地小麦高产栽培和氮素高效利用提供依据,以水氮高效型品种小偃22和水氮低效型品种小偃6号为供试材料,通过水培试验,研究了水分胁迫下介质氮素营养对冬小麦幼苗根系和冠层干重、叶片相对含水量、根系活力、叶片叶绿素含量(SPAD值)等生理指标的影响.结果表明,水分胁迫和介质氮素供应对小麦幼苗各生理指标均有显著影响.水分胁迫下,介质供氮显著提高冠层干重、叶片相对含水量、根系活力及叶片叶绿素含量,降低根干重.而在供氮条件下.水分胁迫导致小偃22根系和冠层干重均明显降低,而小偃6号根系和冠层干重均明显增加,两个品种的叶片相对含水量(P<0.05)和根系活力(P>0.05)显著降低,培养阶段前期的叶片叶绿素含量提高.在介质缺氮条件下,水分胁迫使小偃22和小偃6号冠层干重分别增加和下降,两个品种根干重和叶片叶绿素含量均明显下降,叶片相对含水量和根系活力均增加.说明改善介质氮素营养可增强水分胁迫下小麦抗旱能力,促进冠层干物质积累,同时也增大小偃22根、苗干物质积累和两个品种叶片相对含水量对水分胁迫的敏感性,而降低了小偃6号根系和冠层干物质积累及两个品种根系活力和叶绿素含量对水分胁迫的敏感性.     

作物氮素无损快速营养诊断研究进展

植物的氮素营养诊断技术方法有化学诊断和无损测试诊断,其中化学诊断包括植株的全氮诊断和植株硝酸盐快速诊断;而无损测试技术则包括叶绿素荧光动力学诊断法、叶绿素仪法、机器视觉、光谱遥感等。根据作物氮素营养诊断方法的发展,总结了各种作物氮素营养诊断方法的优缺点,提出无损快速诊断技术可作为农作物生产上的氮素营养测定方法,有着广泛的研究和应用前景。     

水稻植株温度的研究进展与展望

气候变化背景下,高温热害频发已成为水稻高产、优质的一个重要限制因素。探明高温等非生物逆境调控水稻产量、品质的生理生态机制,对于水稻抗逆品种选育及栽培技术研发均具有重要的理论意义。植株温度既受光照、温度、湿度和风速等群体环境因子影响,也与蒸腾作用、呼吸作用等作物生理活动密切相关,是评价作物对高温等逆境适应程度的重要生理生态指标。介绍了群体层次的冠层温度和植株水平的器官温度研究进展,重点剖析了籽粒温度的环境效应和生理效应,认为籽粒温度既受制于作物群体环境,也是蒸腾作用、呼吸作用等籽粒生理过程的表观反映,具有重要的生理生态意义。同时,结合强、弱势粒温度的昼夜变化规律,建议开展强、弱势粒温差的昼夜节律与高温响应机制研究,以深入揭示弱势粒灌浆不足的生理生态基础,为应对气候变化的水稻抗逆栽培和遗传改良提供理论参考。     

利用数字图像技术进行玉米氮素营养诊断的研究

通过大田试验设置不同氮肥用量小区,在拔节期前用数码相机拍摄冠层彩色图像,建立数码图像获取信息数据。同时采集植物样品与土壤样品进行分析,分别测定SPAD、植株全氮含量、茎基部硝酸盐浓度、植株体内硝酸还原酶活性4项常规氮素营养诊断指标,分析图像数字化指标如绿光绝对值(G)、绿光标准化值[G/(R+G+B)]、绿光与图像亮度的比值(G/L)、绿光与红光的比值(G/R)与以上4项氮素营养指标的相关性,研究利用数字图像技术进行玉米氮素营养诊断的可行性。     

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。     

温敏核不育水稻植株温度的变化规律及与环境关系的模型

以温敏核不育水稻培矮64S为材料,采用10～15 cm水层灌溉处理和无水层对照,对植株温度及其与植株冠层小气候和灌溉水因子的关系作了分析。水稻植株温度与150 cm大气温度在数值和相位上均存在一定差异。8:00～20:00植株温度均明显低于大气温度,21:00～次日7:00植株温度与大气温度基本相同;日最高植株温度出现在13:00,比最高大气温度提前1 h,但日最低植株温度和最低大气温度均出现在6:00;植株温度的平均日较差比气温小。在同一高度上相比,晴天6:00～13:00植株温度比空气温度高,而且提前1 h升温,18:00～次日6:00则两者逐渐趋同或植株温度稍低;而在阴天,植株温度则全天一直高于空气温度,最高温度出现的时间也相同。植株温度白天的变化主要受太阳辐射的影响,天空状况（云量或日照时数）和风速都通过对辐射强度的调节和热量的交换而产生作用。植株温度夜间的变化主要受灌溉水的影响。在本试验条件下,日平均气温（Ta）29.6℃是灌溉水提高或降低植株温度的临界温度值,当Ta＞29.6℃时,灌溉水具有降低植株温度的作用,反之,灌溉水具有提高植株温度的作用。植株温度与水 气温差符合二次曲线关系。植株冠层在白天吸收或反射太阳辐射,夜间则阻挡热量散失,对调节植株温度具有明显的缓冲效应。通过相关分析和回归拟合,建立了两个可供实用的水稻植株温度的环境模型。