小麦冠层不同光质透光率与叶面积指数的定量关系研究

为探究小麦叶面积指数（LAI）的空间分布及与不同光质透光率间的关系,通过三年田间试验,设置不同品种、氮肥水平和灌水次数,测定分析了小麦拔节期至灌浆后期冠层不同空间层次的透射光及叶面积指数（LAI）,并对不同光质透光率与LAI间进行回归分析。结果表明,小麦LAI随生育时期的推进呈单峰动态变化,最高值出现在抽穗-开花期,且随灌水和施氮水平的增加而增大;光合有效辐射（PAR）透光率随生育时期呈先降后升趋势,且随灌水和施氮水平的增加而减小。LAI与PAR透光率均存在时空异质性,叶面积的垂直分布直接影响冠层内光分布。水氮处理对植株上层LAI影响较小,而对下层影响较大;40 cm处透光率递变明显,低水高氮以及高水低氮处理对透光率递减的影响较大。不同光质透光率均随冠层高度的下降均出现不同程度消减,透光率与向下累积LAI间均呈显著指数相关,相关性由强到弱依次为红边、蓝光、光合有效辐射（PAR）、绿光、近红外和红光。经回归分析,红边和蓝光透光率与LAI的定量关系表现较好,拟合性均优于PAR,尤其是红边透光率（R=0.749）,因此可以利用红边透光率建立模型,以监测小麦冠层 LAI。     

不同株型粳稻品种的冠层特征和物质生产关系的研究

 对不同株型粳稻品种的冠层特征与群体物质生产和产量的关系进行了研究。结果表明，品种的株型不同，对肥力的反应不同，冠层发展动态和干物质生产速度亦有明显差异．表现为随着肥力水平的提高，不同株型品种同抽穗前叶面积增长速度的差异减小，抽穗后叶面积衰减速度的差异增大。抽穗期的LAI与抽穗后群体干物质生产速度和产量之间呈二次曲线回归关系，获得最高产量的最适LAI与获得最大干物质生产速度的最适LAI基本上是一致的，抽穗后群体干物质生产速度与产量之间亦呈现出极显著的正相关。     

大豆根瘤菌HH103ΩNopAAΩNopD双突变体构建及结瘤能力鉴定

大豆—根瘤菌的共生模式为大豆提供了丰富的氮源。根瘤菌Ⅲ型效应因子是影响共生结瘤的关键信号分子之一,通过对HH103ΩNopAA与HH103ΩNopD的结瘤鉴定表明两个突变体对绥农14和ZYD00006的宿主亲和性不同,而后通过三亲杂交方法在HH103ΩNopAA基础上构建HH103ΩNopAAΩNopD的双突变体。利用绥农14与野生豆ZYD00006对突变体进行结瘤鉴定,HH103ΩNopAAΩNopD的根瘤数与根瘤重与HH103ΩNopAA无显著性差异。而后利用前期收集的100份大豆资源进行结瘤鉴定,分析NopAA与NopD的突变在不同遗传背景下的大豆品种的结瘤特性,绝大多数品种根瘤数明显减少,部分品种根瘤数在接种单突变体与双突变体存在显著差异。该研究为后续解析NopAA与NopD的共生信号传导以及根瘤菌与大豆品种亲和性提供新的思路。同时可以根据基因型的差异,筛选与不同根瘤菌均有较高亲和性的大豆品种,为进一步培育高结瘤、高固氮的大豆品种提供支撑。     

大豆不同群体叶面积与光强垂直分布初步分析

亚有限类型和无限类型大豆品种（品系）叶面积指数（ＬＡＩ）在结荚期均达到最大值，至鼓粒期亚有限类型回落明显，无限类型仍维持较高值。结荚或鼓粒期ＬＡＩ分布为下层比例最低，亚有限类型上层比例大、无限类型中层比例大。开花期光照分布主要集中于上层、中层较弱、下层更弱，亚有限类型冠层上部光强低于无限类型。按叶片自然生长姿态将冠层分成上、中、下三部分，ＬＡＩ累加值自上而下递增，冠层中光分布依次衰减。叶面积大小是     

水稻叶龄与叶面积指数动态的模拟研究

 依据不同类型品种的播期试验和氮肥试验结果,建立了水稻叶龄与叶面积指数(LAI)的模拟模型。叶龄模型采用幂函数描述叶片出生与播后累积热时间(TTS)的关系,TTS的计算定量了温度与出叶速率之间的非线性关系。叶面积指数模拟包括两个阶段:在指数生长阶段,LAI随播后累积生长度日(GDD)呈指数式增长,同时受到氮素营养水平调节;当LAI≥1.6时进入非指数生长阶段,采用比叶面积法模拟,LAI是比叶面积与绿叶干物质量的乘积。绿叶干物质量是绿叶分配指数与地上部干物质量的乘积,比叶面积(SLA)为GDD的函数,同时考虑植株氮素营养因子对SLA的影响。利用生态条件和栽培条件差异较大的试验资料对模型进行了验证。结果表明,模型能较好地模拟不同条件下叶片的出生动态和LAI变化动态,表现出较强的适用性,具有参数少、易确定、简便实用的特点。     

玉米冠层内光合有效辐射和叶面积指数垂直分布模拟

基于辐射度模型(RGM),考虑冠层结构如垄宽、垄间距等建立玉米冠层内不同太阳高度角PAR垂直分布计算模型,结合指数递减光分布模型,考虑LAI与植被冠层内光分布的关系,运用Campbell椭球分布算法和BonhommeChartier算法两种算法分别计算LAI垂直分布,并就模型的参数如太阳高度角等对PAR垂直分布结果的影响进行分析。结果表明,RGM模型不同太阳高度角对封垄前的玉米冠层内PAR垂直分布的模拟精度均较高,60°太阳高度角精度比较高,顺垄和垂直于垄方向的RMSE值分别为0.037 307和0.064 702;两种算法对LAI垂直分布估算能力均较好,不同入射光条件下估算精度不同,Campbell椭球分布算法60°太阳高度角模拟各层LAI垂直分布精度更高。     

外源二乙基二硫代氨基甲酸钠 对花期淹水大豆碳代谢的影响

      为了研究二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDTC）对大豆碳水化合物代谢的调节作用,为大豆抗渍涝栽培提供技术支持,本研究以渍涝敏感型大豆品种徐豆18和耐渍涝品种南农1138-2为材料,采用盆栽的方式,花期淹水前喷施DDTC,调查大豆叶片光合特性、蔗糖代谢酶活性及叶片、根系和根瘤中碳水化合物含量。结果表明：淹水胁迫降低了植株地上部、根系和根瘤干物重,叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）,根系中淀粉含量、根瘤中蔗糖和淀粉含量。其中,南农1138-2植株干物重,叶片光合气体交换参数以及根系中淀粉含量比徐豆18下降幅度小,而两品种间根瘤中蔗糖和淀粉含量下降幅度基本一致。与之不同,叶片中蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）（合成方向）活性、SS（分解方向）、酸性转化酶（AI）活性,叶片可溶性糖、蔗糖和淀粉含量,根系中可溶性糖、蔗糖含量增加。其中,南农1138-2叶片中蔗糖合成酶（SS）（分解方向）和酸性转化酶（AI）活性、可溶性糖、蔗糖和淀粉含量增幅较小,而叶片中蔗糖磷酸合成酶（SPS）、SS（合成方向）活性增幅较大。DDTC处理提高了淹水胁迫下两品种植株干物重,缓解了淹水胁迫对大豆植株生长的抑制;提高了叶片光合气体交换参数,叶片中SPS和SS（合成方向）活性,并降低了SS（分解方向）和AI活性,促进了淹水胁迫下叶片中蔗糖向根系和根瘤的转运;DDTC处理也增加了根系中可溶性糖、蔗糖和淀粉含量,根瘤中蔗糖和淀粉含量,表明DDTC处理在调控淹水胁迫下大豆植株生长和碳代谢生理过程中起着重要的作用。     

种植密度和施氮量耦合对夏玉米干物质积累及氮肥利用率的影响

以郑单958和中单909为试验材料,设4.5万、6.75万、9.0万株/km~2 3个种植密度和0、100、300、500 kg/km~2 4种施氮水平,分析种植密度与施氮量对夏玉米干物质积累量和氮肥利用率的影响。结果表明,玉米在种植密度9.0万株/hm~2,其叶面积指数、群体干物质积累量、总氮素积累量以及产量均显著高于4.5万株/hm~2密度处理。增施氮肥可显著增加玉米叶面积指数、单株干物质积累量、群体干物质积累量、总氮积累量和子粒产量。当施氮量为300~500 kg/hm~2时,叶面积指数、群体干物质积累量及产量不再提加,氮肥利用率和氮肥偏生产力大幅降低。结果表明,郑单958和中单909种植适宜模式为施氮量300~500 kg/hm~2、种植密度9.0万株/hm~2。     

卷叶水稻的光分布模拟及适宜叶面卷曲度分析

 以叶面高度卷曲的水稻组合两优E32、中等卷曲组合两优培九和不卷曲组合汕优63为材料,引入叶面卷曲度因子,用有效叶面积指数代替传统的叶面积指数（LAI）,模拟水稻冠层内的辐射传输,比较了不同叶面卷曲度因子材料的光合有效辐射截获率、转化率和利用率,探讨了不同材料的最适叶面卷曲度及最佳群体密度。结果表明,有效叶面积指数比传统的叶面积指数能更准确地预测冠层内光合有效辐射的分布。两优E32叶片过度卷曲,有效叶面积指数偏小,光合有效辐射利用率不高;而汕优63叶片平展且披散,下层叶片长期受光条件不良,光合能力弱,光合有效辐射利用率也不高。相比之下,两优培九的光合有效辐射截获率、转换率分布较为合理,光合有效辐射的利用率也较高,最适LAI为7.6,与常规栽培条件下的群体密度（LAI=7.9）接近。两优E32和汕优63的最适LAI分别为9.8和6.2,而常规栽培条件下的群体密度过小或过大,导致光合有效辐射利用率不高。利用孕穗期至齐穗期有效辐射利用率的实测值,通过输入不同的叶面卷曲度因子,得到两优E32、两优培九和汕优63的最佳叶面卷曲度因子分别为0.12、0.11和0.08,均非常接近两优培九的实际叶面卷曲度因子（0.11）。     

氮素供应对春玉米产量及冠层部分指标的影响与相关分析

采用辽宁地区5个地方品种进行低、中、高3个氮素水平的比较试验(N0:不施氮、N1:112 kg/hm~2、N2:225 kg/hm~2),探究氮素对玉米冠层指标的影响及与产量因素的相关性。相关、逐步回归分析表明,随着施氮量升高,品种产量和穗粒数显著提高。不同氮素水平下,冠层指标与产量因素相关性有差异。穗粒数在N0处理下,与吐丝期叶氮比(SLN)和叶片氮浓度呈负相关,相关强度排序为吐丝期SLN吐丝期叶片氮浓度;N1处理下,与乳熟期LAI呈正相关,与吐丝期叶片氮浓度和吐丝期绿叶数呈负相关,相关强度排序为吐丝期叶片氮浓度乳熟期LAI吐丝期绿叶数;N2处理下,穗粒数与冠层指标相关性不显著。百粒重在N0处理下,与吐丝期穗位叶SPAD值呈正相关,与吐丝期LAI和乳熟期穗位叶SPAD值呈负相关,相关强度排序为吐丝期LAI吐丝期SPAD乳熟期SPAD;N1处理下,与乳熟期穗位叶SPAD值呈正相关,与乳熟期LAI呈负相关,相关强度排序为乳熟期LAI乳熟期SPAD值;在N2处理下,与吐丝期比叶面积(SLA)、SLN、乳熟期绿叶数呈负相关,相关强度排序为吐丝期SLN、SLA乳熟期绿叶数。     

播量与追氮量对BNS型杂交小麦灌浆期冠层结构及产量的影响

为了明确BNS型杂交小麦的高产形成机理,以3个不同类型的BNS型杂交小麦为材料,采用正交试验设计,研究了不同播量与追氮量下BNS型杂交小麦生育后期的冠层结构及产量性状变化。结果表明,与常规品种相似,BNS型杂交小麦的冠层性状随生育期的推进而呈规律性的变化。花后13 d时,冠层上部叶片叶绿素含量逐渐上升,至花后20 d时达最大值,呈现先升高后降低的趋势;此时中部叶片叶绿素含量最高,而下部叶片急剧衰亡;冠层中上部叶面积指数因品种不同而有一定差异,叶片功能期越长产量越高;不同类型小麦品种冠层透光率亦有所不同。冠层中上部透光率在抽穗期叶面积指数较大时较高,在灌浆中期随叶面积指数的下降而降低,灌浆后期透光率增大。本研究结果表明,不同小麦品种的冠层结构及产量因素受播量与追氮量的影响不同,杂交小麦生育后期受播量与追氮量的影响较大。良种良法配套是实现杂交小麦高产的技术保证。     

Simulation on Distribution of Photosynthetically Active Radiation in Canopy and Optimum Leaf Rolling Index in Rice with Rolling Leaves

By replacing leaf area index (LAI) with effective leaf area index (ELAI) through introduction of leaf rolling index (LRI), the distributions of photosynthetically active radiation (PAR) in the canopies of three hybrid rice combinations, Liangyou E32 with high LRI, Liangyoupeijiu with moderate LRI and Shanyou 63 with non-rolling leaves (normal), were simulated. The model based on ELAI could predict more accurately than that based on LAI. The PAR interception, conversion and utilization efficiency in the three combinations were studied to evaluate their optimal LRI and LAI. The PAR utilization efficiency of Liangyou E32 was lower due to excessive rolling leaves and less ELAI, and that of Shanyou 63 was also lower because of the faulty PAR interception and lower photosynthetic rate and saturation point at lower layer in canopy. Compared with the above two combinations, Liangyoupeijiu showed more appropriate distribution of PAR interception and conversion efficiency in canopy, and higher PAR utilization efficiency. The optimal LRI and LAI for Liangyoupeijiu were 0.11 and 7.6, respectively, which were close to the observed value, 0.11 and 7.9, respectively. However, the optimum LAI was 9.8 for Liangyou E32 and 6.2 for Shanyou 63, larger or smaller than those under the current plant density, which led to lower efficiency of PAR utilization. Besides, the optimum LRI for Liangyou E32 and Shanyou 63 were 0.12 and 0.08, respectively, which were close to the actual LRI for Liangyoupeijiu (0.11).     

行距对大豆竞争有限资源的影响

不同行距引起大豆生长竞争.当某一因子的直接供应不能满足群体生长的需要而成为限制因子时,竞争便开始.本文主要从基因型、光、水、养分和杂草等5方面综述过去40年行距变化对大豆竞争资源的影响.研究表明,不同品种对行距变化的反映不同,其依赖于季节降雨和灌溉.有限结荚习性类型可获得较高产量,抗倒伏的大豆品种适于窄行种植.无限结荚习性大豆在一定的行距条件下也可获得最佳产量.与宽行大豆种植相比,窄行大豆栽培增加光截获(LI),其原因在于LAI、消光系数的增加及分枝类型品种的选择.水分利用效率和蒸发蒸腾作用不受行距影响,但在灌溉条件下产量增加.行距变化对养分吸收影响较大,随着行距的减小,植株产量和N、P、K的吸收均增加,且增加幅度受施肥水平制约.行距不影响N素的固定.行距不影响杂草密度、萌发高峰及持续时期,但在窄行栽培条件下可减少杂草的数量及干重,再配以适量的除草剂可获得良好的除草效果.不同行距条件下的大豆生理反应、养分和水分的吸收及转运,不同冠层的光能利用以及土壤环境的变化仍需进一步深入研究.     

阿特拉津对不同种子大小品种大豆的危害

玉米和大豆轮作是我国东北地区应用广泛的种植方式,但玉米田除草剂阿特拉津常引起下茬大豆药害。选用东北地区推广应用的45个不同种子大小的大豆品种（粒重范围81～302 mg/seed）进行温室盆栽试验,探讨大豆地上冠部和地下根系对阿特拉津危害的响应。结果表明,阿特拉津在土壤中有效成分用量为500g/hm2的条件下,大豆地上部干物质生产随种子重量增加而增加,呈显著正相关（P＜0.05）,而根系干物质生产与种子大小未呈显著正相关（P＞0.05）。这说明大粒品种大豆对阿特拉津耐药性强,小粒品种则敏感,因此,种植大粒品种大豆或品种中大粒种子,可使阿特拉津对大豆危害降到最低。 

     

控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响

为探究控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响,在大田条件下,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置不施氮（T1）、常规速效氮肥分次施用（T2,对照）、常规控释氮肥一次性基施（T3）、速效氮肥减量分次施用（T4）、控释氮肥减量一次性基施（T5）、控释+速效氮肥一次性基施（T6）、控释+速效氮肥配合分次施用（T7）共7种氮肥处理,比较分析了不同处理下稻茬小麦产量、叶面积指数（LAI）、叶绿素相对值（SPAD值）、干物质积累量、氮素积累量、根系吸收面积和根系氧化力等性状的差异。结果表明,两个品种的产量均表现为T6>T7>T3>T5>T2>T4>T1。与T2处理相比,两个品种的平均产量在T3、T6和T7处理下分别增加17.9%、30.3%和25.1%,平均氮肥农学效率（AE）分别增加40.0%、84.8%和72.4%,平均氮肥偏生产力（PFP）分别增加22.2%、52.3%和45.6%。与单一施用速效氮肥（T2、T4）或控释氮肥（T3、T5）处理相比,在控释氮肥与速效氮肥配施（T6、T7）处理下两个品种的地上部农艺性状（干物质积累量、LAI和SPAD值）显著改善,氮素积累量、根干重、根冠比、根系氧化力、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积均显著增加。因此,控释氮肥配施速效氮肥策略可以同步促进稻茬小麦地上部与地下部生长,最终实现高产与氮肥高效吸收利用。     

大豆“两垄一沟”栽培法冠层中光分布特点的研究

本文于大豆鼓粒期（Ｒ５）晴天条件下,对“两垄一沟“栽培法冠层内叶面积指数,光照强度,干物质积累的垂直分布特点进行了研究。结果表明,该栽培法整个冠层叶面积指数大。从冠层内空间分布看,叶面积指数最大值出现的植株部位高度比７０ｃｍ大垄和５０ｃｍ窄行科播低,中部的光照强度高。但冠层内消光系数小。说明“两垄一沟”栽培法改善了冠层中的光照条件,提高了光能的截获率,积累了更多的干物质。     

有机无机氮肥配施对棉花产量形成和干物质生产特性的影响研究

采用模拟试验方法，研究了棉田生态系统中有机无机肥配施对棉花产量及其构成因素、干物质积累和分配的影响。结果证明：(1)施用N肥能促进各生育时期拂株和各器官干物质积累、增加LAI、改善棉株农艺性状、极显著提高单位面积总铃数和棉花产量；(2)在等N、P、K条件下，与单施无机N相比，绿肥 沼肥 化肥配施对于提高棉花单位面积总铃数和产量、增加棉株和各器官干物量、促进不同生育时期棉株各器官干物量合理分配、使棉花生育后期保持最后LAI并降低LAI衰减速度效果较好，绿肥 化肥配施次之，单施无机N肥较差。     

不同栽培措施集成对稻茬小麦产量、农艺及光合特性的影响

为探究不同栽培措施集成对稻茬小麦产量及农艺和光合特性的影响,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置氮空白、当地常规(对照)、减氮、减密减氮、施有机肥、施蚓粪6种栽培措施处理,对不同栽培措施下稻茬小麦产量、干物质积累与转运、冠层光合特性等进行了分析。结果表明,两个品种的产量在不同栽培措施下均表现为施有机肥>施蚓粪>减密减氮>当地常规>减氮>氮空白。与对照相比,两个品种的平均产量在减密减氮、施有机肥和施蚓粪栽培处理下分别提高了7.45%、22.33%和11.02%,而这主要得益于穗数、穗粒数与千粒重的同步提高。各栽培措施处理均显著增加了小麦茎蘖成穗率、拔节期至成熟期的干物质积累量、干物质向籽粒中的分配量及其对籽粒产量的贡献率,提高了开花期的叶面积、比叶重、叶片氮含量和拔节期至成熟期旗叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,降低了开花期的株高、叶角、透光率以及拔节期至成熟期的冠层温度。综合来看,在江苏稻茬麦区,扬麦16和扬麦20均在基本苗192×10株·hm^-2、施氮量216 kg·hm^-2和有机肥施用量1 800 kg·hm^-2条件下可以获得较好的群体质量和冠层光合特性,进而实现高产。     

冬小麦叶面积指数的品种差异性与高光谱估算研究

为给小麦叶面积指数（LAI）的高光谱估算提供技术支持,基于2年大田试验,以4个河南主推品种为材料,对小麦LAI和冠层光谱变化特点、估算模型及其品种间的差异等进行了系统分析。结果表明,在生育期内不同冬小麦品种冠层光谱反射率的变化与LAI变化有差异;在相同LAI下,不同冬小麦品种的光谱曲线存在差异。利用400~900 nm范围内冠层光谱反射率的任意两波段组合的比值光谱指数（RSI）、归一化差值光谱指数（NDSI）和差值光谱指数（DSI）所建立的单品种模型以及不同品种综合模型的决定系数（r）均达到0.84以上,单品种模型的r和调整r分别较综合模型高出3.1%~4.8%和2.0%~4.2%。利用独立于建模样本以外的数据对上述模型进行检验,单品种模型预测的r较综合模型提高了0.6%~11.0%,而均方根误差降低了10.0%~37.0%。因此,在利用高光谱遥感技术估算冬小麦LAI时,可以通过建立单品种模型来提高估算精度。     

密度对大豆群体叶面积指数及干物质积累分配的影响

在大田条件下,以垦农4号为材料,研究了大豆在5种密度条件下的叶面积指数及干物质积累分配规律.结果表明:叶面积指数在一定密度范围内随密度增加呈增加趋势,R5期叶面积指数主要集中在冠层中上部;干物质阶段积累量、日积累量以及阶段积累量占总积累量的比例.均呈单峰曲线变化.干物质阶段积累量随密度的增加而增加,单株干物质日积累量随...