花生不同光响应曲线拟合模型的比较

为选择合适的数学模型来拟合花生光合—光响应曲线,本文比较分析了直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数函数、直角双曲线修正模型以及指数改进模型在模拟2个花生品种"泰花5号"和"中花16"的光合—光响应曲线中的拟合度。结果表明,5种典型的光响应模型均可对花生叶片的光合—光响应曲线进行模拟,决定系数均达0.99以上。由计算的光合参数可知,不同模型拟合两个品种的最大净光合速率均高于实测值,但以直角双曲线修正模型和指数改进模型的计算值最为接近实测值。由指数函数、直角双曲线修正模型与指数改进模型求解的饱和光强与实测值差异较小,而由直角双曲线与非直角双曲线求解得到的饱和光强与实测值差异较大。5个模型拟合的光补偿点均在实测值范围内且差异较小。泰花5号以直角双曲线修正模型和指数改进模型拟合的暗呼吸速率较为接近实测值,而中花16的暗呼吸速率以非直角双曲线的拟合值最为接近实测值。综合分析,直角双曲线修正模型和指数改进模型比较适合用于拟合花生的光响应曲线,尤其是直角双曲线修正模型可直接拟合光抑制参数。     

3个野生大豆与栽培大豆杂交后代品系的光合光响应曲线及模型拟合

以3个野生大豆与栽培大豆杂交后代品系0004、0005和9002为研究对象,并以父本野生大豆为对照,选用4种常用的光响应模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、修正的直角双曲线模型和指数函数模型)对其进行光响应曲线的拟合,判断这些模型的适宜性,并比较3个杂交后代品系及其父本光合特性的差异。结果表明:这4种模型均可对试验材料进行拟合,决定系数R20.98。但由于直角双曲线模型、非直角双曲线模型和指数函数模型无法求取试验材料最大净光合速率及光饱和点,求得的拟合值不仅与实测值相差较大,也反映不出光抑制现象。而修正的直角双曲线模型则可以克服以上问题,更适用于本试验材料的研究。通过对4个供试材料光合参数的综合比较,认为品系9002具有较好的光合特性,对光的适应能力最强。     

同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合光响应模型筛选

为了筛选出最适合黑皮冬瓜Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.的光合光响应模型,为其育种提供理论依据,以同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜为试验材料,对8种经典的光合光响应模型适用性进行了比较分析。结果表明：二次多项式能够表现出光抑制情况,但在拟合过程中出现暗呼吸速率为正值、光补偿点为负值及无法解释当光强达到饱和后光合速率快速下降的问题;直角双曲线、非直角双曲线及指数函数Ⅰ、指数函数Ⅱ无法直接求取光饱和点、光补偿点,结合常用的光饱和点的计算方法得到的光饱和点与实测值均存在较大的偏差,且指数函数Ⅱ在计算光饱和点时表现出明显的人为性,也无法拟合光抑制情况,但4种模型拟合得到的光补偿点均与实测值相差不大;指数修正模型因系数β为负值,无法求取四倍体黑皮冬瓜材料的光饱和点和最大净光合速率,且拟合得到的四倍体黑皮冬瓜的光补偿点明显低于实测值;直角双曲线修正模型计算得到的暗呼吸速率及二倍体黑皮冬瓜的光饱和点明显低于实测值,但获得的四倍体及其二倍体的最大净光合速率与实测值最接近,说明其在拟合最大净光合速率上有优势;整体上分段函数计算得到的黑皮冬瓜的各光合参数与实测值最为接近,与实测值的平均相对误差最小,也能很好的拟合发生光抑制部分的光响应曲线。分段函数拟合同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合光响应曲线效果较其他模型效果好,分段函数模型为黑皮冬瓜最适合的光合光响应模型。     

超高产杂交稻的光响应曲线及其模型拟合

以超级杂交一季中稻高产攻关第一、二、三、四期标志性品种两优培九、Y两优1号、Y两优2号、Y两优900及第五期攻关品种超优千号为试验材料,采用4种典型的光合模型对参试品种齐穂期剑叶光合光响应曲线进行了拟合,并对各品种气孔导度和水分利用效率的光响应曲线进行了比较。结果表明,直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型及指数函数模型对参试5个品种的光合光响应曲线都可以拟合,决定系数R2均大于0.99;直角双曲线修正模型拟合得到的光合参数与实测值最接近;光能利用率以超优千号和Y两优900最高,剑叶净光合速率(光合能力)以Y两优900最强,光饱和点以Y两优900和Y两优1号最高,暗呼吸速率即光合产物消耗以Y两优900和两优培九最大;气孔导度除Y两优2号随光强增加增长缓慢外,其他4个品种均增长较快,但未出现气孔关闭现象,对强光表现出良好适应性;参试品种水分利用率WUE在光照强度小于800μmol/(m~2·s)时,随光照强度增加而表现为直线升高,当光照强度继续增加,WUE增长缓慢并逐渐趋于稳定,但Y两优900的WUE仍表现出增长态势。因此,Y两优900在光照强度大、日照时数长的地区种植,仍有较大的增产潜力。     

基于FvCB模型估算小麦的最大电子传递速率

在Farquhar、von Caemermer和Berry模型(以下简称FvCB生化模型)中有2个子模型,即非直角双曲线模型和核酮糖-1,5-双磷酸(RuBP)再生速率限制模型,用其可以估算C_3植物叶片的最大电子传递速率(J_(max))。为了严格验证由这2个子模型估算植物叶片J_(max)的精确度,本研究用LI-6400-40光合测定仪分别测定了2%和21%O_2浓度下小麦(Triticum aestivum L.)叶片的光合速率和电子传递速率对光和CO_2的响应曲线,并用此2个模型分别拟合了21%O_2浓度下小麦光合速率对CO_2的响应曲线和电子传递速率对光的响应曲线。结果表明,由非直角双曲线模型拟合小麦电子传递速率对光的响应曲线得到的J_(max)为254.86μmol·m~(-2)·s~(-1),显著高于其观测值(236.37μmol·m~(-2)·s~(-1))(P0.05);由RuBP再生速率限制子模型拟合小麦光合速率对CO_2的响应曲线得到的J_(max)为260.58μmol·m~(-2)·s~(-1),则显著低于其观测值(298.05μmol·m~(-2)·s~(-1))(P0.05)。此外,当胞间CO_2浓度(C_i)为738.01μmol·mol~(-1)时,小麦处于RuBP再生速率限制阶段,此时其净光合速率及其相应的光呼吸速率分别为61.16和8.55μmol·m~(-2)·s~(-1)。在不考虑其他路径消耗光合电子的情况下,小麦在该C_i时同化这些碳至少需要光合电子流为352.24μmol·m~(-2)·s~(-1),这与由RuBP再生速率限制子模型估算的J_(max)(260.58μmol·m~(-2)·s~(-1))之间存在显著差异(P0.05)。这说明非直角双曲线模型和RuBP再生速率限制子模型在估算小麦叶片J_(max)上存在缺陷,有待改进。     

水分胁迫对玉米光合特性的影响

以玉米叶片光合测量数据为基础,利用直角双曲线对农大108和京科25两个玉米品种光合作用的光响应曲线进行了拟合。结果表明:水分胁迫使玉米的表观量子效率(α)、最大净光合速率(Pn)、表观暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)及光饱和点(LSP)均降低,农大108的降低幅度较小,京科25的降低幅度较大。水分胁迫后玉米叶片的光合速率降低是气孔因素与非气孔因素共同作用的结果,京科25在水分胁迫后光能利用率和水分利用率均降低,影响光合速率下降的主要原因是气孔因素;农大108在水分胁迫后仍保持较高的光能利用率和水分利用率,影响光合速率下降的主要原因是非气孔因素。     

臭氧浓度升高条件下大豆光合能力变化及光响应曲线的拟合模型比较

为研究臭氧(O3)浓度升高条件下大豆叶片光合能力、光响应曲线的变化以及光响应曲线拟合模型的适用性,以铁丰29为试验材料,于开顶式气室(OTCs)内进行盆栽试验,设置3个O3浓度(CK:45 nL·L-1,T1:80±10 nL·L-1,T2:120±10nL·L-1)熏蒸大豆,测量气体交换参数,使用非直角双曲线模型(N...     

氮肥对半干旱区膜下滴灌玉米叶片叶绿素荧光特性及产量的影响

针对吉林省西部半干旱区的生态特点,研究氮素营养水平对膜下滴灌条件玉米净光合速率、叶绿素荧光参数、光合酶活性和产量的影响。结果表明,适宜的氮肥施用量可显著提高叶片光合性能,随着氮肥施用量的逐渐增加,叶片气体交换参数也逐渐升高;当氮肥超过300 kg/hm2时,各项指标开始下降。在荧光诱导动力学参数中,最大光化学效率(Fv/Fm)对种植模式的改变比较敏感,膜下滴灌下各处理平均Fv/Fm均显著高于同期普通生产田对照,随着施氮量的增加Fv/Fm增加;高氮处理穗位叶Fv/Fm无显著差异。施用氮肥均增加了玉米穗位叶PEP和Ru BP羧化酶活性。在膜下滴灌模式下,玉米达到最高产量时的氮肥施用量为200 kg/hm2,与300 kg/hm2时的产量无显著差异;非膜下滴灌玉米获得最高产量时的施氮量为300 kg/hm2。     

膜下滴灌春玉米氮素吸收规律与增产效应

研究春玉米膜下滴灌条件下氮肥对玉米氮素吸收、干物质积累以及氮肥的增产作用,提出试验条件下的最佳施氮量.结果表明,增加施氮量能够增加膜下滴灌春玉米地上部干物质积累及氮素吸收能力,过量施氮导致干物质及氮素累积降低;玉米产量随着施氮量增加而增加,300 kg/hm²时达到最高产量,此时氮肥农学效率、氮肥利用率以及生理利用率均达到最大.采用二次曲线拟合,计算最佳施氮量为291.80 kg/hm²,此时最高产量为14 964.54 kg/hm².     

不同氮素水平对营养生长期南荻植株光合特性的影响

为揭示南荻(Triarrhena lutarioriparia L.Liu)在不同氮素水平下的光合生理特性,本研究采用盆栽试验,比较了四倍体南荻在5种不同施氮水平处理下光合作用参数之间的差异.结果表明,在0 ～4 g/株氮素水平范围内,随着施氮量的增加,各处理净光合速率(Pn)、叶绿素含量随之增加.净光合速率较高的处理其植株的气孔导度(G8)、蒸腾速率(Tr)也较高,而胞间二氧化碳浓度(Ci)较低.在施氮水平为4g/株时,南荻叶片净光合速率和叶绿素含量达最大值,分别为24.47 μmol/m2·s和3.64 mg/g.叶绿素含量与净光合速率呈显著正相关(r =0.892*).不同施氨水平南荻植株光响应曲线不同,施氮可提高南荻暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP);在施氮为2g/株和4g/株处理时有较高的表观量子效率(AQY);在2～4g/株氮素水平范围内,植株最大净光合速率较大.     

东北半干旱区玉米轻简化滴灌栽培技术模式研究

以玉米为试验材料,研究玉米轻简化滴灌栽培技术模式增产增收效果。结果表明,玉米轻简化滴灌栽培技术模式玉米叶面积指数、干物质积累、产量和土壤水分利用率等指标低于膜下滴灌栽培技术模式,高于沟灌栽培技术模式。该模式播种、施肥、铺管一次完成,操作方便、机具简单,在玉米生长过程中平作不起垄、免中耕。该模式解决了膜下滴灌地膜清除不彻底易造成白色污染的问题,解决了传统沟灌氮肥分次施用不容易操作和灌水均匀度不一致问题,实现了玉米轻简化无膜滴灌栽培和玉米节水、增收和增效,可以在东北半干旱有灌溉条件的地区应用推广。     

水氮互作对膜下滴灌玉米产量及水氮利用的影响

通过田间裂区试验,研究不同灌水量和施氮量对膜下滴灌玉米生理生长、产量及其构成因素和水、氮利用的影响。结果表明,水氮互作对玉米产量影响差异显著(P0.05)。玉米单株叶面积随着施氮量与灌水量的增加而增大。随着灌水量的增加,玉米耗水量呈上升趋势,玉米水分利用效率呈下降趋势。氮肥农学效率及氮肥偏生产力随着施氮量的增加而减小。当灌水量大于2 700 m~3/hm~2、施氮量大于200 kg/hm~2时,玉米干物质积累和产量不在增加,产量呈下降趋势。在本试验条件下,推荐最佳灌水量为2700 m~3/hm~2,施氮量为200 kg/hm~2。     

干旱区覆膜滴灌和施氮量对夏玉米生长发育和产量的影响

以新玉9号为试验对象，设置覆膜与不覆膜滴灌条件下3个施氮水平(368.88、278.40和187.92 kg/hm2)及1个对照(当地灌溉施肥制度)，共计7个处理，研究新疆地区覆膜/不覆膜滴灌条件夏玉米SPAD值、叶面积指数、干物质累积量、产量及产量构成因素对不同施氮量的响应。结果表明，不同施氮梯度条件下，夏玉米各生长指标总体呈现出随着施氮量的增大先增大后减小的变化趋势。定量分析覆膜与不覆膜滴灌条件玉米各生长指标发现，覆膜滴灌玉米产量比不覆膜滴灌平均提高16.84%～37.32%，覆膜处理的夏玉米各生育期总干物质积累量、叶片SPAD值、叶面积指数均值比不覆膜分别提高48.05%、18.14%、41.65%。因此，在南疆地区采用覆膜滴灌方式且施氮量在278.4 kg/hm2左右时可较好满足玉米正常生长且产量较高。     

吉林省西部地区滴灌条件下宜机械粒收玉米品种筛选

确定宜机械粒收的玉米品种是构建吉林省西部旱作补灌区玉米丰产增效技术模式的重要内容之一。2018年和2019年在吉林省西部地区开展滴灌条件下宜机械粒收玉米品种的筛选试验,测定38个玉米品种的收获子粒含水率和产量,并按玉米子粒含水率和产量水平采用双向平均法作图进行品种分类。结果表明,本研究初步筛选出5个滴灌条件下宜机械粒收玉米品种,分别是迪卡159、福莱77,稷秾108、吉农大889和优迪919。根据品种综合性状分析,吉农大889较优,其次为迪卡159,可以作为适宜吉林省西部滴灌条件下丰产高效栽培的推荐品种。     

氮素水平对旱作不同玉米品种光合性能的影响

以郑单958和陕单2552为材料,通过快速叶绿素荧光诱导动力学技术研究旱作条件下3种施氮水平在拔节期、扬花期和成熟期对两个玉米品种的光系统II(PSII)反应中心原初光化学反应的影响。结果表明,氮素水平对玉米光合功能的调控效应依玉米品种、生育时期有所不同,拔节期郑单958的光合性能指数值(PI)明显高于陕单2552,主要在于其较高的光能捕获能力(PTR)和反应中心活性(RC/ABS);中等施氮条件下能提高玉米的PI,高氮处理下PI和光合速率(Pn)并没有继续增加。扬花期,两个品种及其氮素处理间的PI、Pn和叶绿素含量差别较小。成熟期玉米的生长能力减弱,光合能力降低,郑单958的PI、Pn、叶绿素含量在不施氮和中等施氮条件下较陕单2552表现出优势。     

新疆北疆地区磷肥不同基追比例对滴灌玉米养分吸收和产量的影响

通过田间小区试验,研究磷肥不同基追比例对滴灌玉米养分吸收和产量的影响,为滴灌玉米高效施磷提供技术依据.磷肥用量各处理相同,设5个处理[Pb100:磷肥100％用作基肥;Pb50:磷肥50％用作基肥,50％用作追肥;Pb25:磷肥25％用作基肥,75％用作追肥;PbO:磷肥100％用作追肥;不施磷肥(P0)为对照].等施...     

施氮量对滴灌超高产春玉米光合特性、产量及氮肥利用效率的影响

在田间研究拔节期后5种施氮量处理对春玉米KWS2564吐丝后群体叶面积指数垂直分布、光合势、光合速率(穗位上第3片叶、穗位叶、穗位下第3片叶)、干物质积累、产量和氮肥利用效率的影响,揭示施氮量对滴灌超高产春玉米光合特性及氮肥利用效率的影响规律。结果表明,增施氮肥,主要增大棒3叶以下、棒3叶的叶面积指数,明显延缓吐丝后棒3叶以下叶片衰老,增加群体总光合势;增加吐丝后穗位上第3片叶、穗位叶、穗位下第3片叶的光合速率和气孔导度;增加干物质积累量和产量,降低氮肥利用效率和氮肥偏生产力。施氮量超过300 kg/hm2以上再增加施氮量,叶面积指数、光合速率、干物质和产量的增幅降低,降低氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力。适宜施氮量为300 kg/hm2左右,可获得17 002.6 kg/hm2产量,其吐丝期叶面积指数为6.62,总光合势为423.6 m2/(d·m2),氮肥农学利用效率为13.8 kg/kg。