基于光谱分析的库尔勒香梨叶片全氮含量估测研究

【目的】为了实现无损、实时、快速地监测香梨养分状况,【方法】利用SVC HR—768便携式光谱仪测定大田20 a树龄库尔勒香梨叶片的光谱反射率,并结合室内叶片氮素含量分析,采用逐步回归法对香梨叶片的全氮含量与原始光谱、一阶导数光谱、高光谱参数之间的关系进行分析。【结果】全氮含量与原始光谱在761 nm处构建的线性模型,调整决定系数R2值达到0.986;在1 564 nm处一阶微分光谱与全氮含量构建的线性模型,调整决定系数R2值为0.997;对于所选的高光谱特征变量,叶片全氮含量与红边位置变量(Dr)和红边面积变量(SDr)的相关关系极显著,并由此建立的线性模型的调整决定系数R2值均达到0.9以上,说明这些变量预测香梨叶片全氮含量具有可行性。【结论】对所构建的方程进行检验,确定了基于1 564 nm的一阶导数光谱模型为香梨叶片全氮含量的最佳预测模型。     

锦橙叶片氮含量可见近红外光谱模型研究

以单系枳砧蓬安100号锦橙为试材,采用田间试验的方法开展利用鲜叶可见近红外光谱估测叶片氮素营养状况的研究。运用偏最小二乘法(PLS)分析叶片反射光谱与氮含量之间的关系。结果表明,在可见光350～700nm,随着氮肥用量的增加,叶片光谱反射率呈下降趋势;而在750～1075nm范围内,叶片光谱反射率随着氮肥用量增加而增加。通过对叶片反射光谱、一阶微分、二阶微分和倒数对数光谱进行变量标准化(SNV)处理,运用偏最小二乘法(PLS)与内部交叉验证建立的氮含量预测回归模型,其中反射光谱的一阶微分光谱氮含量定标模型具有最好的预测能力,其建模与预测均方根误差和标准差都较低且接近,偏差绝对值最小。因此,可以利用叶片反射光谱的一阶微分值来预测蓬安100号锦橙叶片氮含量。     

不同浓度的褐球固氮菌对水培生菜的影响

以美国大速生生菜为试材,在营养液中添加不同浓度的褐球固氮菌,研究了其对生菜叶片数、叶长、叶宽、茎粗、产量等形态指标和叶绿素、维生素C、硝态氮含量等生理指标的影响,为提高水培生菜的产量和品质提供参考依据。结果表明:施用褐球固氮菌均可以促进生菜的生长发育,其中以300倍和400倍效果最好;均降低了营养液的pH和显著降低了EC值;400倍液褐球固氮菌可以提高生菜的叶绿素含量,但显著增加了叶片中硝态氮的含量,500倍液褐球固氮菌可以极显著提高维生素C的含量。     

丰水梨不同施氮量对果实品质形成及叶片生理特性的影响

研究不同施氮量对丰水梨果实品质形成及叶片生理特征的影响,结果表明,丰水梨果实发育过程中以积累果糖和蔗糖为主,葡萄糖和山梨醇含量较低;适量施氮能提高果实可溶性总糖的含量,而过量施氮降低果糖和葡萄糖含量,从而降低可溶性糖总糖含量;适量施氮可提高叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量以及可溶性蛋白质含量,叶片光合指标净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和气孔限制值(Ls)显著升高,胞间CO2浓度(Ci)下降,有利于叶片光合碳同化能力的增强和果实品质的形成;黄河故道地区沙土栽培的盛果期丰水梨园,果实膨大期纯氮施用量以每666.7m216.8kg为宜。     

叶面喷施Fe2+对生菜形态和生理指标的影响

以生菜品种"大速生"为试材,采用基质栽培研究方法,研究了叶面喷施不同浓度的Fe2+对生菜幼苗形态和生理指标的影响。结果表明:喷施低于60mg/L的Fe2+处理对生菜的株高无明显影响,但浓度为60mg/L Fe2+时,就会抑制植株长高;Fe2+浓度低于45mg/L时,生菜具有较多的叶片数,浓度为60mg/L则起抑制作用;Fe2+处理对生菜的叶绿素a含量和叶绿素总含量的影响不明显,但是15mg/L Fe2+处理对生菜叶绿素b含量有促进作用,在此处理下的叶绿素b含量显著高于其它各处理,约为对照的164%;60mg/L Fe2+处理显著提高了生菜叶片的可溶性蛋白质含量;虽然叶面喷施Fe2+对叶片可溶性糖含量没有显著的影响,但显著降低了叶片脯氨酸含量和过氧化物酶的活性,且浓度越高,抑制作用越明显。     

矮生菜豆叶片衰老过程中碳氮代谢指标的变化

以矮生菜豆品种美国贡豆和哈菜豆六号为试材,研究了矮生菜豆叶片衰老过程中碳氮代谢指标的变化.试验结果表明,矮生菜豆叶片展开至衰老过程中,叶片全氮含量逐渐下降,而硝酸还原酶(NR)活性和叶绿素、可溶性蛋白质、可溶性糖、游离氨基酸含量呈抛物线型变化,且峰值均出现在叶片展开后14 d左右.     

不同浓度的褐球固氮菌对生菜生长的影响

以生菜为试材,采用200、300、400、500倍浓度梯度的褐球固氮菌对生菜进行灌根处理,以清水为对照(CK),测定了叶数、叶长、叶宽、茎粗、根长、根重、经济产量等形态指标和叶绿素、氨基酸、全氮含量等生理指标。结果表明:300倍浓度的褐球固氮菌可以促进生菜的生长,与CK相比达到了极显著差异水平;提高了叶绿素和氨基酸含量,且与CK相比达到了极显著差异水平;降低了植株体内的氮含量,与CK相比达到了极显著差异水平;提高了基质中氮含量,与CK相比达到了显著差异水平。     

大白菜叶片SPAD值与叶绿素含量及含氮量的关系

研究大白菜叶片SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量及施氮量的关系。结果表明:大白菜叶绿素各指标含量与SPAD值相关性极显著,且随着SPAD值增加,Chla、Chlb、Chl均呈增加趋势;SPAD值与叶片全氮量及施氮量呈显著的线性正相关关系;说明叶绿素仪读数(SPAD值)可以用来检测大白菜植株氮素营养状况。     

油菜素内酯对自毒作用下生菜叶片抗氧化酶及光合特性的影响

以生菜为试材,采用营养液栽培,试验共设3个处理,分别为营养液添加油菜素内酯(BR)、营养液添加肉桂酸(CA)、营养液添加肉桂酸和油菜素内酯(CA+BR),以营养液栽培为对照(CK)。利用肉桂酸模拟自毒作用研究油菜素内酯(BR)对自毒作用下生菜抗氧化酶及光合特性的影响。结果表明:与对照(CK)相比,自毒作用导致生菜叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及总叶绿素含量均显著降低,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著下降,胞间CO_2浓度(Ci)显著上升。自毒作用下,BR处理显著增加了叶片中Chl a、Chl b和总叶绿素含量,显著提高了Pn、Gs、Tr,显著降低了Ci。由此可知,BR可以有效解除自毒下生菜光合作用减弱的非气孔限制因素,增加光合强度,促进生菜生长。与对照相比,自毒引起生菜叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性显著升高;自毒作用下,添加外源BR显著提高了抗氧化酶活性,显著降低了MDA含量。同时,BR显著提高了生菜叶片中可溶性糖、可溶性蛋白质和游离脯氨酸含量,减轻了对细胞膜的伤害。综上所述,BR可显著增强自毒作用下生菜叶片的光合能力,有效缓解自毒作用引起的膜脂过氧化伤害,降低了自毒胁迫对生菜生长的抑制作用。     

不同施氮水平对“民乐紫皮”大蒜光合特性与叶绿素含量及品质的影响

为了探讨不同施氮水平对大蒜光合作用及品质特征的影响,以"民乐紫皮"大蒜为试材,采用盆栽试验,研究了4种施氮水平下其光合特性参数、叶绿素含量和品质指标的变化。结果表明:在0~240kg/hm~2施氮水平范围内,随施氮量的增加,大蒜叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度及蒸腾速率随施氮量的增加而升高,至施氮量240kg/hm~2时达最高,其后降低。大蒜鳞茎品质指标大蒜素以240kg/hm~2氮处理最高,除6g/盆施氮处理以外分别比不施氮处理增加3.98%、4.56%和6.82%。说明增施一定的氮肥能显著提高大蒜的光合特性和叶绿素含量,改善光合性能,最终影响到大蒜的品质。所有处理中以240kg/hm~2对叶片净光合速率、叶绿素含量和大蒜素的效果最佳,表明240kg/hm~2的施氮量更有助于降低大蒜的蒸腾作用,提高叶片的叶绿素含量、光合速率和水分利用效率,并获得较高的大蒜品质。     

不同施肥处理对枣树叶片生长及N、P含量的影响

以新疆阿拉尔市嫁接的四年生灰枣为试材,氮、磷肥均不施用为对照,通过随机区组设计,研究不同N(N1、N2、N3)、P(P1、P2、P3)水平组合施肥处理对枣树生育期内叶片叶绿素含量、叶面积指数、叶片净光合速率、多年生与新生枝条上叶片全氮、全磷含量的影响,以期为当地枣树合理高效施肥提供参考依据。结果表明：在不同施氮、施磷处理下,叶片叶绿素含量、叶面积指数以及叶片净光合速率随着枣树叶龄增加呈现增加的趋势,N3P3、N3P1及N1P3施肥处理下的叶片叶绿素含量高于其它处理。从整体来看,N1P3及N2P2施肥处理下叶面积指数随着枣树生育进程的发展,整体增长较好;随着枣树不断生长,与枣树初花期相比,末花期叶片净光合速率明显高于初花期净光合速率,N1P3施肥处理下的净光合速率最高;全氮含量为多年生>新生,全磷含量为新生>多年生。     

基于随机森林模型的苹果叶片磷素含量高光谱估测

【目的】针对传统化学方法测定苹果叶片磷素含量的不足,使用高光谱技术快速、准确和无损地估测苹果叶片磷素含量。【方法】以烟台栖霞市25个果园100株新梢旺长期苹果树叶片高光谱反射率和叶片磷素(phosphorus,P)含量为数据源,在分析其磷素含量与原始光谱反射率、原始光谱反射率的一阶微分、植被指数和高光谱特征参量相关性的基础上,筛选敏感波长,建立了基于高光谱数据的磷素含量随机森林模型。【结果】新梢旺长期苹果叶片磷素含量在绿光波段(507~590 nm)、红光波段(694~743 nm)和近红外短波波段(1 324~1 364 nm)呈显著负相关;基于植被指数RVI(542,1 094)、RVI(705,937)、DVI(556,712)、DVI(677,1 728)、NDVI(737,549)、DVI(FDR567,FDR1980)和DVI(FDR523,FDR1883)建立的随机森林回归模型有较好的估测效果,决定系数R2=0.923 6,均方根误差RMSE=0.015 8,相对误差RE=6.915%。【结论】光谱植被指数比较适合苹果磷素营养状况估测。     

尿素态氮对滇龙胆漂浮育苗幼苗生长和生理特性的影响

以滇龙胆成熟种子为试材,采用漂浮育苗法及植物生理学实验方法研究了尿素态氮对浮育苗幼苗生长和生理特性的影响.结果表明:尿素态氮浓度在25～50 mg/L范围内,有利于幼苗茎叶生长;尿素态氮浓度为25 mg/L时有利于根生长;同时叶片中叶绿素含量、硝酸还原酶(NR)活性、根系活力极显著(P＜0.01)高于未施氮和其它浓度处理;与对照相比,当尿素态氮浓度为100 mg/L时,幼苗的生长受到明显抑制,叶片中绿素含量和NR活性降低,根系活力也显著下降.     

百合苗期碱胁迫下叶片叶绿素含量、丙二醛含量和碱害指数相关性分析

以百合品种"卷丹""金百合""正直""大黄蜂"大田生长苗为试材,采用0、20、25、30、35g·L-1 Na2CO3胁迫处理的方法,研究了碱胁迫对百合苗期叶片叶绿素含量、丙二醛含量和碱害指数的影响,以期阐释碱胁迫条件下百合苗期叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总含量、丙二醛含量和碱害指数变异及其相关性。结果表明:随着Na2CO3处理浓度升高,4个百合品种叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素总含量平均值均呈下降趋势,而叶片丙二醛含量和碱害指数平均值则呈上升趋势;百合叶片各叶绿素含量指标间存在较多显著正相关和极显著正相关;百合叶片丙二醛含量指标之间、叶片碱害指数指标之间以及叶片丙二醛含量与碱害指数之间存在较多显著和极显著正相关性,而百合叶片叶绿素含量与丙二醛含量之间、叶绿素含量与碱害指数之间相关性不显著。     

生菜海水灌溉适宜浓度的筛选

以“中丰”、“南疏”、“细叶苦苣Ⅰ”、“碎叶苦苣”生菜品种为试材,采用无土栽培方式研究了不同海水浓度对生菜生长和品质的影响.结果表明:随着海水浓度的增加,生菜的地上鲜质量、地下鲜质量、叶面积、地上千质量、地下干质量及硝酸盐含量均呈现下降趋势;而叶绿素a、叶绿素b及叶绿素含量随着海水浓度升高,基本呈现先增加后降低趋势;适宜海水浓度有利于改善生菜的可溶性蛋白、可溶性糖及维生素C含量等内在品质.综合考虑生菜产量、叶绿素b、叶绿素、硝酸盐、可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C含量等指标,生菜海水灌溉最适宜浓度为14.5％.     

不同施氮水平纽荷尔脐橙叶绿素含量的季节变化

以1年生盆栽枳砧纽荷尔脐橙为试材,研究不同施氮水平对叶片氮含量,春梢、夏梢和秋梢落叶率,以及春梢、夏梢和秋梢叶绿素含量季节变化的影响。结果显示,施氮植株当年萌发的春梢和夏梢的落叶率在次年5月有减少的趋势,秋梢落叶率则有增加的趋势,其余时期施氮量与落叶率关系不明显;叶片氮含量与施氮量极显著正相关(r=0.97);施氮在大多数时期可显著或极显著提高不同枝梢叶片的叶绿素含量,在整个测定时期内保持较为稳定,在单株施氮量6.5g范围内这种效应随施氮量增加而显著增强,对照(不施氮)植株不同枝梢叶片的叶绿素含量从当年10月开始明显下降且次年4月锐降。由此可见,充足的氮肥不仅可提高纽荷尔脐橙叶片叶绿素含量且可减少其季节性变化幅度。     

桃叶片中氮、磷、钾含量与树体矮化的相关性研究

以普通型桃"春艳"和短枝型桃"超红短枝"为试材,研究了2种类型桃叶片中氮、磷、钾含量与树体矮化的关系,以期为桃树优良短枝型品种的选育和高效矮化密植提供参考依据。结果表明:桃叶片中氮、磷、钾含量与树体矮化程度呈正相关。短枝型桃叶片中氮、磷含量与树体矮化程度呈显著正相关,钾含量与树体矮化程度间的差异达到了极显著水平。短枝型桃叶片中氮、磷、钾含量在整个年周期变化中高于普通型,达极显著差异水平。     

不同品种葡萄叶片SPAD值与叶绿素含量相关性分析

以"红提"、"紫提"、"解百纳"3个品种葡萄为试材,采用SPAD-502叶绿素仪与分光光度法分别测定葡萄叶片的SPAD值与叶绿素含量,研究了不同品种葡萄叶片SPAD值与叶绿素含量的相关性。结果表明:3个品种葡萄叶片SPAD值与叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量间均存在极显著正相关关系;通过线性回归得出了SPAD值与叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量间的回归方程;经研究3个品种葡萄叶片叶绿素含量的实测值与回归方程的预测值之间均无显著性差异,采用回归方程,通过SPAD值可以预测不同品种葡萄叶片的叶绿素含量。     

软枣猕猴桃叶片矿质元素变化与果实品质的关系

以"桓优一号"猕猴桃为试材,测定了营养枝与结果枝叶片及果实中的N、P、K、Ca、Mg等元素含量及生理指标,研究了叶片中矿质元素变化与果实品质的关系,以期为果实发育中营养的合理补充提供科学依据。结果表明:2种叶片中全氮含量均明显下降;全磷含量在营养枝叶片先大幅增加后大幅下降,在结果枝叶片先增加后减少再增加。2种叶片全钾含量不断下降。全钙、全镁含量逐步增加;随着果实发育,维生素C含量逐渐下降,果实鲜质量与其干物质量逐步增加。总酸含量先稳步增加后持续下降,总固形物含量不断增加。全氮含量总体呈增加趋势,全磷、全钾含量先增加后减少,全钙含量下降趋势明显,全镁含量变化不大。营养枝与结果枝叶片中全氮、全钾与果实营养指标之间存在显著或极显著的负相关关系。营养枝与结果枝中矿质营养元素主要用于果实的建成,在一定范围内,要保证果实发育期叶片有充足的矿质元素含量,以利于提高果实的大小和品质。在果实总固形物含量方面,不同时期叶片中N、P、K元素与果实总固形物含量的相关性不同。2种叶片中Ca含量与果实鲜质量、果实干物质量及果实总固形物含量呈正相关,说明适量提高叶片中矿质元素的含量可提高果实总固形物含量,促进果实成熟。     

不同氮处理下增施CO2对番茄叶片养分含量的影响

为探究不同氮处理对番茄植株叶片养分的影响及增施CO2的效果。以番茄"鸿途"为试验材料,在2个自然光照人工气候室内,采用苗钵基质栽培,设置5个氮素处理的营养液(50、150、250、350、450 mg·L^-1,分别设为N1~N5)、2个CO2浓度(300、600μL·L^-1,分别设为C1、C2),分别测定植株开花期、坐果期、果实膨大期生物量及叶片硝态氮和矿质元素含量。结果表明:中氮处理(N 250~350 mg·L^-1)下,植株干质量、叶片硝态氮含量以及矿质元素N、P、K、Ca、Mg含量均较高。增施CO2处理后,番茄植株干质量较C1处理增加了10.2%,叶片N、K、Mg含量都增加了20%左右,P含量没有变化,Ca含量降低了25.67%;低氮处理(N 50 mg·L^-1)下,番茄植株干质量、叶片硝态氮含量以及矿质元素N、P、K、Mg、Ca含量均较对照N3处理低。增施CO2处理后,植株的总干质量没有显著增加,其叶片硝态氮含量以及N、P、K含量也没有显著变化,而Ca含量在开花期和坐果期较C1处理分别增加了37.72%、15.45%,Mg含量在开花期较C1处理增加了43.86%;高氮处理(N 450 mg·L^-1)下,植株干质量较N3处理降低了18.03%,叶片硝态氮含量较N3处理增加了111.44%,叶片N、Ca、Mg含量与N3处理接近均较高,P、K含量较N3处理均降低了10%。增施CO2处理后,植株干质量较C1处理增加了35.92%,叶片硝态氮含量增加不显著,叶片N、K、Mg含量较C1处理分别增加了19.06%、27.82%、24.87%,而叶片P含量变化不显著,叶片钙含量在番茄开花期、坐果期和果实膨大期都较低,较C1处理分别降低了21.37%、17.16%、7.75%。综合番茄生长各项指标及经济效益,在营养液N浓度为250~350 mg·L^-1时,增施CO2浓度到600μL·L^-1(C2)最能促进开花期番茄植株叶片养分含量的增加。