施氮量对小麦旗叶光合特性、SPAD值、籽粒产量及碳氮代谢的影响

为探讨氮素对小麦生长、产量及品质的最佳效应,以周麦22为试材,设置0,105,175,245,315 kg·hm~(-2)5个氮素水平,研究不同氮素用量对小麦旗叶光合特性、叶绿素含量(SPAD值)、施氮量与SPAD值相关关系、碳氮代谢相关酶活性、籽粒产量和蛋白质含量的影响。结果表明:不同氮素用量对小麦光合特性、SPAD值、碳氮代谢相关酶活性、籽粒产量和蛋白质含量影响显著。在0～245 kg·hm~(-2)范围内,光合速率、SPAD值随氮素用量的增加而增加,至245 kg·hm~(-2)时值最大,较对照分别增加142.51%和3.05%,与对照差异极显著(P0.01);315 kg·hm~(-2)时上述指标均下降。蒸腾速率和气孔导度变化规律一致,在N175时值最大,较对照分别提高了165.91%和89.16%。处理间胞间CO_2浓度与光合速率呈负相关关系。拔节期SPAD值与氮素用量具有显著正相关关系,决定系数为0.816,相关系数为0.783。籽粒产量和磷酸蔗糖合成酶活性随氮素用量的增加表现为先升高后降低的单峰变化规律,在245 kg·hm~(-2)时值最大,较对照分别增加了28.19%和31.71%,与对照差异极显著(P0.01);籽粒蛋白质含量与硝酸还原酶含量变化规律类似,均随氮素用量的增加而提高,至315 kg·hm~(-2)时值最大。但综合光合速率、SPAD值、产量和品质等指标,以245 kg·hm~(-2)作为周麦22在豫东地区的最佳氮肥用量。     

作物叶片叶绿素含量与SPAD值相关性研究

测定了水稻、棉花、玉米、高梁、大豆等夏季农作物叶片的叶绿素含量和SPAD-502值,确定了两者的最佳相关函数,经检验,均达到极显著水平.用SPAD-502叶绿素计和相关函数可迅速测定作物叶片的叶绿素含量.     

木薯氮素营养状况的SPAD仪诊断

本文以华南8号为材料,研究了不同生育时期木薯叶片SPAD值、鲜薯产量以及淀粉产量随土壤供氮水平的变化规律及其相互关系。结果表明:①在块根形成期和块根膨大期,叶片SPAD值随土壤施氮量表现为线性加平台的模式,而在块根工艺成熟期仅表现为线性模式。②不管是在块根形成期、块根膨大期和块根工艺成熟期,木薯叶片SPAD值与块根鲜薯产量和淀粉产量之间均呈现二次函数关系,据此确定了在块根形成期、块根膨大期和块根工艺成熟期应用叶绿素仪SPAD-502进行木薯推荐施肥的SPAD临界值:鲜薯产量最大时分别为45.19、43.09、40.63,淀粉产量最大分别为44.31、42.49、40.51。③若在块根形成期、块根膨大期和块根工艺成熟期观测SPAD值小于临界SPAD一个单位,且施氮量小于1.98 kg/667m2时,则应增加的施氮量分别为0.42、0.63和1.34 kg/667m2;若施氮量大于1.98 kg/667m2,追氮量则需进一步研究。     

3个木薯品种的光合特性研究

对3个木薯品种的光合特性进行研究,结果表明:木薯品种的净光合速率日变化、蒸腾速率日变化和气孔导度日变化都呈双峰曲线,GR911、SC201的光合作用存在"午休"现象,SC201的日平均蒸腾速率和日平均气孔导度最小,说明SC201可能具有较好的耐旱性和节水性。     

西葫芦叶片SPAD值与叶绿素含量相关性分析

为了探讨西葫芦叶片SPAD值与叶绿素含量之间的相关性,采用SPAD叶绿素仪和酒精-丙酮浸提法对西葫芦叶片的叶绿素含量及SPAD值进行测定。结果表明,4种西葫芦叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量与SPAD值的相关性均为极显著。就SPAD值与叶绿素a的相关性而言,板栗西葫芦的最佳数学模型为y=0.8252e0.0109x(r=0.8057**),盛玉306的最佳数学模型为y=0.2719e0.0344x(r=0.8854**);丰抗早的最佳数学模型为y=0.6186e0.0173x(0.7831**);香蕉西葫芦的最佳数学模型为y=0.9181 ln(x)-2.1481(r=0.7901**)。就SPAD值与叶绿素b的相关性而言,板栗西葫芦的最佳数学模型为y=0.6069e0.0081x(r=0.7845**);盛玉306的最佳数学模型为y=0.6069e0.0081x(r=0.6473**);丰抗早的最佳数学模型为y=0.4712e0.0129x(r=0.7868**);香蕉西葫芦的最佳数学模型为y=0.7384 ln(x)-1.886 9(r=0.8357**)。就SPAD值与叶绿素总含量的相关性而言,板栗西葫芦的最佳数学模型为y=1.4989e0.009x(r=0.8095**);盛玉306的最佳数学模型为y=0.5225e0.0309x(r=0.8200**);丰抗早的最佳数学模型为y=1.0843e0.0156x(r=0.7989**);香蕉西葫芦最佳数学模型为对数函数y=1.6565 ln(x)-4.0349(r=0.8154**)。     

菜心叶片SPAD值与叶绿素含量的相关性分析

以菜心的两个品种:"三月青"和"青柳叶"为试验试材,利用SPAD-502叶绿素仪与丙酮乙醇混合法对其叶绿素含量进行测定,以及对测量数据进行线性、对数、乘幂和指数函数的相关性比较分析,来探究菜心叶片SPAD值与叶绿素含量之间的相关性。结果表明:不同菜心品种的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及SPAD值都各不相同。通过相关性分析,发现叶绿素含量与SPAD值均呈现显著的相关关系。由此表明,可以利用叶片SPAD值很好地反映整个植株的叶绿素含量水平,通过建立方程式就可以由SAPD值计算出叶绿素的含量。此法简便易行,并且不损害叶片,可以保留植株的完整性。     

6个木薯品种光合特性的研究

利用GFS-3000便携式光合-荧光测量系统,对6个木薯品种在生长发育过程中的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)进行了研究.结果表明,6个木薯品种的净光合速率(Pn)在生育期变化呈先增后降的曲线,蒸腾速率(E)和胞间CO2浓度(Ci)的升降并不完全受气孔导度(Gs)的影响.经邓肯氏新复极差比较,华南6(SC6)和华南7(SC7)的Pn显著高于其它各个木薯品种,华南205(SC205)、华南(SC5)的Pn显著高于华南9(SC9),而与华南8(SC8)差异不显著.     

马铃薯叶片SPAD值与叶绿素含量及产量的相关性研究

以马铃薯杂交种组合实生薯1代群体为材料,测定现蕾期叶片的SPAD值、叶绿素含量,进而分析了叶片SPAD值和叶绿素含量及单株产量的相关性。结果表明:SPAD值与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和单株产量相关性达到了极显著水平,回归方程依次为:y=0.0472x-0.8102(r=0.8304**);y=0.013x-0.1848(r=0.7424**);y=0.0601x-0.9948(r=0.8221**);y=23.22x-736.76(r=0.496**)。表明叶片SPAD值可以很好的反映植株叶绿素含量和单株产量水平,而且测定SPAD值方法简便快捷,还不破坏叶片生长,可作为早期进行马铃薯产量选择的指标。     

中度水分胁迫对木薯叶片光合特性影响

在正常供水和水分中度胁迫条件下,用LI-6400测定了2个木薯(Manihot esculenta Crantz)品种SC8(华南8号)和SC205(华南205)的叶片光合参数.结果表明:①无论是正常供水还是中度水分胁迫下:2个木薯品种的叶片净光合速率和气孔导度均具有随着光照强度增加而增大,胞间CO2浓度则随之下降的趋势,且SC8叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)均大于SC205,而胞间CO2浓度(Ci)则相反.②同一木薯品种在受到中废水分胁迫时,表观暗呼吸速率(C0)极显著上升,最大净光合速率(Pmax)和表观量子效率(α)显著降低,光饱和点(LSP)降低,光补偿点(LCP)增加.     

棉花功能叶不同位点SPAD值与氮素养分相关性

通过水培试验,设N0(0,不供氮)、N1.5(1.5mmol/L,适量供氮)、N15(15mmol/L,过量供氮)3个供氮处理,分4次测定棉花功能叶1～17个不同位点SPAD值和含氮量,分析棉花功能叶片不同位点SPAD值与植株氮素养分的相关关系。结果表明,随施氮量增加,棉花生长量也显著增加,N0、N1.5、N15处理的施氮量与棉花生长量、氮吸收量及叶片氮含量的相关性达到显著水平,相关系数分别为0.669 0、0.769 1和0.742 0,而棉花叶片平均SPAD值与施氮量、氮素吸收量相关性不显著,相关系数仅为0.241 8。可见,棉花地上部生物量随施氮量增加而显著增加,地上部的植株氮素水平与功能叶平均SPAD值相关性低,另外,选择适宜的观测位点十分必要,棉花功能叶中远离叶柄而靠近叶缘的位点适宜作为SPAD仪的测定区域。     

不同氮素水平下水稻叶片及相邻叶位SPAD值变化特征

通过大田试验,研究在3种不同施肥方案和6个施氮水平下,水稻植株整个生长周期SPAD值的变化情况以及水稻分蘖、孕穗和抽穗3个重要时期主茎顶1叶至顶4叶的SPAD值分布变化特征。结果表明:水稻整个生长期叶色呈现"黑黄"交替的变化规律,而主茎顶4叶对氮素供应盈缺的反应最为敏感,可作为反映水稻N素营养状况的理想指示叶;对水稻主茎上各个相邻叶位的SPAD差值与施氮水平之间的相关性比较发现,顶4叶和顶3叶的SPAD差值(SPADL4-L3)与施氮水平之间存在明显的相关性,随着施氮水平的提高,顶4叶与顶3叶间的SPAD值差异逐渐缩小,且这一结果不受施肥条件和水稻生长时期的影响,因此,也可以利用SPADL4-L3值作为水稻整个生育期N素营养状况实时诊断的指标。     

木薯叶片光合作用日变化的差异蛋白分析

以木薯(Manihot esculenta Crantz)栽培种ZM–QZ1为材料,采用蛋白质组学方法,研究一天中06:00、11:00、15:00、19:00和24:00共5个时间点叶片光合作用差异蛋白的变化。结果表明:叶片在15:00时的光合速率最高,在11:00的次之,在24:00的最低;以06:00的为对照,获得其余4个时间点平均差异表达量为对照±2.0倍以上的蛋白质点42个,这些差异蛋白群的功能涉及光合作用、碳代谢、能量代谢和分子伴侣等,其中参与光合作用、碳代谢和能量代谢的蛋白质约占54.8%。与光合作用相关的关键蛋白包括核酮糖–1,5–二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基、核酮糖–1,5–二磷酸羧化/加氧酶酶亚基结合蛋白α亚基、Rubisco活化酶和D1蛋白。这些蛋白表达水平与净光合速率在5个时间点的变化趋势一致,表明这些蛋白质的表达水平与光合作用强度密切相关。     

基于冬小麦冠层数码图像的叶面积指数和叶片SPAD值的估算

为探究冠层图像分析技术在冬小麦长势监测中应用,6个施氮水平的田间试验条件下,在冬小麦拔节期采集冠层图像,并同步测定冬小麦叶面积指数和叶片SPAD值.通过图像分析软件计算了冬小麦冠层覆盖度及红、绿、蓝亮度值等10种色彩指数,分析了叶面积指数及叶片SPAD值与色彩指数和冠层覆盖度的相关性,利用逐步回归方法构建了叶面积指数及叶片SPAD值的估算模型.结果表明:冬小麦拔节期叶面积指数与冠层覆盖度及几个色彩指数呈极显著相关;叶片SPAD值与红光标准化值等几个色彩指数呈极显著相关;利用叶面积指数估算模型计算的预测值与实测值的线性回归方程的决定系数为0.771,相对均方根误差为25.181％;利用叶片SPAD值估算模型计算的预测值与实测值的线性回归方程的决定系数为0.644,相对均方根误差为6.734％.相关分析和估算模型验证结果表明,基于冠层图像分析的冬小麦拔节期叶面积指数和叶片SPAD值的监测是可行的.     

不同玉米品种叶片SPAD值估测模型的构建及其差异性研究

【目的】探究玉米叶片SPAD值与其高光谱特征之间的品种差异,构建不同玉米品种叶片SPAD值估测模型,并对模型应用范围进行验证。【方法】通过大田试验,测定多个玉米品种叶片的SPAD值及其高光谱数据,利用相关分析及逐步回归分析等方法,构建和筛选玉米叶片SPAD值与相关光谱参数的回归模型,并利用偏差率对模型精度进行检验。【结果】不同玉米品种叶片的SPAD值与其高光谱反射率及一阶导数的相关波段存在差异,但品种间差异较小,关系最密切的波段均处于560和700nm附近。对不同玉米品种的光谱反射率一阶导数进行比较时,出现"红移"现象,"红移"规律与各品种叶片SPAD值大小表现一致;叶片SPAD值与光谱反射率一阶导数的显著相关波段在510,615,690和740nm附近。在构建估测模型时,以单波段光谱参数构建的模型估测效果较组合波段构建的模型好,且模型类型为多元方程和指数方程。以单一玉米品种叶片光谱参数建立的模型可以对其他玉米品种叶片的SPAD值进行估测,但估测精度在不同品种间存在差异。【结论】以高光谱560nm附近波段反射率建立的模型精度最高,对不同品种的玉米叶片SPAD预测值偏差率普遍小于5.00%。     

不同品种中部烟叶SPAD值及其与叶绿素含量的相关性分析

为了研究叶绿素仪SPAD-502在判断不同烤烟品种最佳采收时间中的应用,以宣威烟区6个主栽烤烟品种中部成熟采收烟叶为研究对象,对不同品种烟叶叶绿素含量和SPAD值进行测定和相关性分析。结果表明,6个烤烟品种中部成熟采收烟叶的总叶绿素含量和SPAD值相关性规律基本一致,相关系数为0.388 0~0.785 6,均呈极显著正相关(P0.01)。表明使用叶绿素仪能在田间较好地判断6个品种中部烟叶采收成熟度。其中,对于云烟87和云烟97中部成熟采收烟叶来说,采用叶绿素仪测定的最佳部位均为叶基部,SPAD值范围分别为33.2~33.8,31.1~37.9;对于云烟100、云烟105和K 326中部成熟采收烟叶来说,采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶尖部,SPAD值范围分别为23.3~28.5,25.7~29.6,30.4~37.0;对于红花大金元中部成熟采收烟叶来说,采用叶绿素仪测定的最佳部位为叶中部,SPAD值范围为32.3~38.4。     

木薯幼苗叶绿素含量及光合特性对盐胁迫的响应

为研究盐胁迫对不同基因型木薯幼苗叶绿素含量及光合特性的影响,本研究采用水培法对4个木薯品种进行盐胁迫,利用SPAD-502测定胁迫5 d内叶片相对叶绿素含量,LCpro-SD光合仪测定光合特性参数。结果显示:10 g/L Na Cl胁迫降低了4个木薯品种叶片中相对叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,且均在胁迫5 d时达到最低值;胞间CO2浓度均呈先下降后上升的趋势,在胁迫5 d时达到最大值。由光合特性参数的变化得出随着盐胁迫时间的延长,光合速率下降的原因逐渐由气孔限制转向非气孔限制,叶绿素含量及光合特性参数的变化与木薯基因型抗性密切相关。     

温室网纹甜瓜叶面积与光合生产模拟模型研究

依据温室温光条件与甜瓜单株叶面积的关系,建立了甜瓜叶面积指数(LAI)模型,结合已有的光合作用驱动的作物生长模型,建立了适合我国种植技术的甜瓜光合作用与干物质积累动态模型。利用不同基质、品种和播期的试验资料对模型进行了检验。结果表明,本模型较用比叶面积和叶干重的SLA法及用积温与叶面积的函数的GDD法更能准确地模拟温室甜瓜的LAI和植株总干重。LAI的模拟值与实测值之间的决定系数(R2)和回归估计标准误(RMSE)分别为0.867和0.404,植株总干重的模拟值与实测值之间的R2和RMSE分别为0.887和645 kg.hm-2。用本模型模拟LAI的精度分别比SLA法和GDD法提高78%和40%;模拟植株总干重的精度分别比SLA法和GDD法提高57%和36%。本模型不仅改善了甜瓜叶面积和干物质生产的模拟精度,而且提高了模型的实用性。     

特征波长筛选结合PCA-LSSVM 对甜瓜叶片SPAD值的预测

【目的】利用光谱技术对定量估测大田甜瓜冠层叶片叶绿素含量,为田间的水肥调控以及田间管理提供理论依据。【方法】采用一阶求导对400～1 100 nm的叶绿素可见近红外反射光谱数据进行预处理,对于冗余的光谱数据,先分别使用特征筛选中的竞争性自适应重加权采样法(CARS)、遗传算法(GA)、蒙特卡罗无信息变量消除法(MC-UVE),再分别与主成分分析(PCA)特征提取算法融合;分别建立极限学习机(ELM)、支持向量机(SVM)、最小二乘支持向量机(LS-SVM)对甜瓜叶片SPAD定量预测模型。【结果】单一的特征筛选下,最优预测模型为CARS+SVM,校正集相关系数为0.903 5,预测集相关系数为0.893 1;特征筛选和特征提取融合下,最优的预测模型为GA+PCA+LSSVM,校正集相关系数0.955 8,预测集相关系数为0.939 7。【结论】优化后的模型可用于定量分析的使用,精准测定甜瓜叶片叶绿素含量。     

不同烤烟品种叶绿素SPAD值的变化特征

采用田间试验方法,运用SPAD-502叶绿素仪对K326、红花大金元(HD)、NC82、辽烟13号4个烤烟品种生长期的叶片叶绿素SPAD值进行了测定.结果表明,不同的烤烟品种表现出了不同的特征特性,叶片叶绿素SPAD值及SPAD值相对变化率不仅与品种有关,也与测定叶片的部位有关.     

基于BiPLS-CARS-PLS的哈密瓜冠层叶片SPAD值反演建模

利用光谱技术对大田哈密瓜冠层叶片叶绿素含量定量估测,可为田间水肥调控以及田间管理提供理论依据。本实验在剔除噪音后的378 nm到1 115 nm光谱的基础上采用多元散射校正、标准正态变量相交、标准化、Savitzky-Golay卷积平滑法、归一化、移动平均平滑等方法对原始光谱数据进行预处理,然后采用特征区间选择与特征波长选择相结合的方法实现数据降维和简化模型,并建立偏最小二乘和极限学习机的回归模型。结果表明,多元散射校正预处理效果最佳,在此基础上,利用反向区间偏最小二乘法(BiPLS)和竞争性自适应重加权采样算法(CARS)相结合共筛选出13个特征波长,将其作为模型的输入变量,由偏最小二乘法(PLS)建立的模型效果最优,其预测集的相关系数R_p和均方根误差RMSEP分别为0.942 4与1.006 2。因此,采用BiPLS与 CARS结合PLS建立的光谱定量分析模型,可实现对哈密瓜冠层叶片叶绿素含量的定量估测。