北京地区日光温室室内外环境要素特征分析

通过自动环境气象站连续观测了北京顺义地区2017年8月—2018年8月的日光温室室内外温湿度、太阳辐射和光合有效辐射4种环境要素,探究不同环境要素在室内外和季节之间的变化规律。试验结果表明,室内外温度具有极显著的相关性,室内温度始终高于室外,并随着春季到冬季季节的交替,室内外的温差逐渐增大。室外湿度受降水影响较大,因而夏秋季节室外湿度高于室内,而冬春季节则相反。一年中室外太阳辐射和光合有效辐射均高于室内,而季节间的辐射值受天气状况影响较大,各季节的辐射值以春季最大。      

温室番茄叶片生理指标日变化特性及其与生态因子的关系

以温室春-夏季番茄为试验材料,采用小区试验方法,探讨了花果期和盛果期不同土壤水分条件下番茄叶片生理指标日变化特性、水分利用效率WUEL及生态因子间相关性。结果表明,番茄不同生育期生理指标日变化峰值时间不同;日均气孔导度、蒸腾速率随土壤水分的增加而变大,而日均光合速率最大值出现在70%土壤相对含水率的处理;两生育期蒸腾速率和光合速率受气孔调节的效应明显。在试验范围内,土壤水分越低,WUEL越高,番茄花果期WUEL较大。光合有效辐射是影响叶片光合速率重要生态因子。     

限量灌溉和施磷对冬小麦光合性能及水分利用效率的影响

在大田条件下研究了不同灌水和施磷组合对冬小麦整个生育阶段光和性能的影响。结果表明,灌水、施磷影响了冬小麦的生理指标。施磷主要是提高了作物的光合作用能力,从而使作物的瞬时水分利用效率提高;灌水主要促进了冬小麦的蒸腾速率,使光合速率/蒸腾速率的比值降低。冬小麦叶片的蒸腾和光合速率呈非线性关系,光合速率随蒸腾速率增加而缓慢增加,增加到一定程度后,光合速率不再增加。冬小麦叶片的蒸腾速率和瞬时水分利用效率呈直线负相关关系,瞬时水分利用效率随着蒸腾速率的增大而减小。试验条件下,灌水量为180 mm与施磷量120 kg/hm2是冬小麦节水效果较佳的组合。     

不同灌溉模式下光合有效辐射与水稻叶片水分利用效率关系研究

根据江西省示范区晚稻节水灌溉试验资料,研究了不同灌溉模式下叶片水分利用效率随光合有效辐射的变化规律,分析了光合有效辐射与叶片水分利用效率的主要影响因子,气孔导度、胞间CO2浓度以及叶气温差的关系。结果表明:水稻叶片水分利用效率随光合有效辐射的增大表现出先增大后下降的变化趋势,二者之间表现出较好的二次曲线关系;光合有效辐射在500~900μmol/(m2.s)范围内,叶片水分利用效率均大于7.0μmolCO2/mmolH2O;控制灌溉模式下,水稻叶片水分利用效率略大于常规灌溉模式下的单叶水分利用效率,但无明显差异;光合有效辐射与气孔导度、胞间CO2浓度之间表现出较好的多项式关系,与叶气温差呈明显的直线关系,它们的关系从一定程度上揭示了光合有效辐射影响水稻叶片水分利用效率的生理机制。     

新疆棉花叶片光合与蒸腾特性对膜下滴灌的响应

利用PTM-48光合作用测定仪研究了新疆棉花不同生长期叶片光合、蒸腾特性及其对膜下滴灌的响应机理。结果表明,膜下滴灌条件下不同生长期棉花叶片净光合速率日变化为单峰型曲线,峰值出现在12:00~16:00之间,生长期间没有出现光合午休现象;而蒸腾速率并非单峰曲线,有波动变化;苗期、蕾期叶片净光合速率及蒸腾速率大于其它生育时期;随着棉花的生长发育,光饱和点和光补偿点均呈先升后降的变化趋势,开花期光饱和点及光补偿点最高;表观量子效率基本呈下降趋势,但在铃期较开花期出现小幅增加;叶片水分利用效率日变化呈现多样化,早晚各出现一个峰值;日平均水分利用效率呈先升后降趋势,蕾期日平均水分利用效率最高;暗呼吸速率在开花期最高,吐絮期最低。     

蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树叶片光合特性研究

以3a生矮砧红富士为试验材料,采用LI-6400XT便携式光合仪,对蓄水坑灌条件下不同灌水下限(分别为田间持水率的50%、60%、70%)幼龄苹果树叶片光合特性进行研究,并通过通径分析与多元逐步回归分析量化各影响因子与净光合速率的关系。结果表明:蓄水坑灌条件下不同灌水下限叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度变化规律基本一致。当土壤水分不足时,净光合速率主要受土壤含水率影响;当土壤水分充足时,净光合速率主要受光合有效辐射影响。气孔导度主要受光合有效辐射影响,地面灌溉条件下气孔导度对环境变化的响应更积极。蒸腾速率主要受土壤含水率和光合有效辐射的影响,土壤水分充足时,蒸腾速率对光合有效辐射的响应更敏感。相同条件下,土壤含水率越高蒸腾速率越大。     

涝渍胁迫对冬小麦净光合速率变化的影响

在水位调控技术的基础上,采用田间试验研究了麦田水位调控下,冬小麦不同生育期、不同农田水层深度、地下水埋深下净光合速率变化规律.研究结果表明,淹水水位较浅且历时适中对冬小麦的净光合速率影响最小,相同水位、相同淹水历时条件下,水位回落速度越快净光合速率越大;不同控水条件下,冬小麦各生育期净光合速率日变化曲线呈“M”形.上午随光合有效辐射增强和温度的升高急剧增大,下午随有效辐射减弱和温度的降低大幅度下降,中午变化较缓,净光合速率峰值出现在11:00和13:00左右,12:00左右有明显的下降,即出现“午休”现象;此外,小麦净光合速率与光合有效辐射、太阳总辐射、大气温度、空气相对湿度和风速存在一定的相关性,其中净光合速率与太阳总辐射、光合有效辐射、空气温度有较强的相关性,与空气湿度和风速相关性较弱.     

不同灌水处理对马铃薯光合性能和产量的影响

通过马铃薯覆膜滴灌大田试验,研究了灌溉定额、灌水次数对马铃薯光合性能影响;研究了马铃薯光合性能对产量的影响特性.试验结果表明:在整个生育期内,马铃薯光合性能(蒸腾速率、气孔导度和光合速率)均呈先增后减的变化规律,在马铃薯块茎形成期最大、块茎增长期开始逐步减小,到成熟期骤减,几乎停止光合作用;覆膜滴灌马铃薯时,灌溉定额越大,灌水次数越多,蒸腾速率、气孔导度、光合速率就越大;蒸腾速率、气孔导度均与产量呈显著相关关系,光合速率与产量呈极显著相关关系.提高光合作用,将有助于作物产量的提高.     

基于水分利用率与光合速率的温室作物需水模型研究

提出一种融合水分利用率（Water use efficiency, WUE）和光合速率的温室作物需水模型构建方法。在获取不同温度、光量子通量密度、CO2浓度和土壤含水率嵌套条件下番茄净光合速率和WUE的基础上,基于径向基神经网络（Radial basis function, RBF）构建光合速率和WUE预测模型;继而获取不同环境嵌套条件下的光合速率对土壤含水率的响应曲线,利用 U弦长曲率法获取光合速率约束下的土壤含水率调控适宜区间;在此区间内,基于WUE预测模型,以水分利用率最大为目标,利用粒子群算法(Particle swarm optimization, PSO)获取土壤含水率调控目标值;最后,利用支持向量机回归算法（Support vector regression, SVR）建立作物需水模型。结果表明,需水模型的训练精度为0.9969,测试精度为0.9788,均方根误差为0.23%,拟合效果良好。与单一考虑光合效率最优的模型相比,本模型WUE平均提高15.22%,土壤含水率平均下降12.76%,光合速率平均下降4.05%。说明融合WUE-光合速率的需水模型能兼顾作物需求和经济效益,可为温室土壤含水率的精准调控提供理论依据。     

东北半干旱区不同肥力条件下大豆叶片光合速率、气孔阻力的变化

根据田间试验资料,分析了3种肥力水平:低肥、中肥、高肥条件下大豆光合速率Pn、气孔阻力Rs在初花期和盛花期的日变化。结果表明,初花和盛花期大豆叶片光合速率、Rs的日变化趋势基本一致,盛花期的Pn明显高于初花期,无论在初花还是盛花期,中肥条件的叶片Pn最大,高肥次之,低肥最低;叶片气孔阻力以中等肥力最低,低肥最高,和光合速率变化趋势非常符合。     

黄土塬区苹果树干液流特征

应用热扩散式树干茎流计（TDP）于2012年7~10月对黄土塬区长武县苹果树干液流速率进行了连续测定,分析了气象因子、土壤含水率等多个环境要素对树干液流的影响。结果表明,在晴天和阴雨天苹果树干液流速率变化均呈明显的昼夜变化单峰曲线,晴天液流启动早,停止晚,液流速率大;阴雨天液流启动晚,停止早,液流速率小。苹果树干液流速率与太阳辐射、水气压差、大气温度和相对湿度呈显著正相关,与空气相对湿度呈显著负相关,晴天条件下液流速率与各气象因子的相关关系比阴雨天条件下显著,且均可用线性表达式来估算。在不同的土壤水分环境条件下,苹果树干液流速率变化差异很大。水分胁迫条件下,全天液流速率水平较低,反映其蒸腾水平低;而水分充足条件下,液流速率的变化过程为一宽峰曲线,维持较高液流速率的时间较长,全天蒸腾水平高。     

Forage evapotranspiration and photosynthetically active radiation interception in proximity to deciduous trees

Practically all of the extensive body of research on evapotranspiration (ET) in agricultural systems has been done for open fields. There is a lack of information on how the microclimate variability within silvopasture systems affects water requirements of forages. Small 26 cm diameter, 23 cm deep lysimeters planted with either orchardgrass (Dactylis glomerata L.) or tall fescue (Schedonorus phoenix (Scop.) Holub) were placed in the ground along the north and south edge of two 15 m wide × 50 m deep notches cleared into a mature second growth hardwood forest. One notch opened to pasture on the east receiving more early day solar radiation and one to pasture on the west receiving more wind and late day solar radiation. There was no significant difference in ET between orchardgrass and tall fescue. North edges, receiving more direct beam radiation, had significantly higher ET (39%) than south edges which received a higher percentage of diffuse radiation. The west notch had significantly higher ET (11%) than the east notch. At the sunniest sites, advection provided 20% of the energy used for ET while at the shadiest sites it provided more than half (56%) with the rest provided by incident solar radiation. Dates where photosynthetically active radiation (PAR) was restricted by clouds resulted in decreased ET relative to PAR compared to more sunny days. However, sites where PAR was restricted by tree shade had higher ET relative to PAR than more open sites. These results indicate tree modification of microclimate does not decrease forage ET to the extent that PAR is decreased.     

热带桉树树干液流的时滞效应分析

[目的]探明热带桉树树干液流与环境因子间的时滞效应及其影响因素.[方法]运用Granier热扩散探针技术对海南省西北部儋州林场生长季(5-10月)桉树树干液流速率进行了实时监测,并同步监测了光合有效辐射(PAR)、大气温度(Ta)、相对湿度(Rh)和0～60 cm土壤含水率(SWC),运用错位相关法分析了液流速率与PA...     

不同时间尺度下杨树人工林液流密度特征

以北京大兴区榆伐镇大兴林场沙地杨树人工林107欧美杨为研究对象,运用热扩散法(TDP)并结合HOBO自动气象站,对树干液流和林内环境进行连续定位观测。结果表明,夜间杨树液流密度差异不明显,而白天差异较大,液流密度日变化主要以单峰曲线为主,典型晴天下连日变化均值为5.61cm3/(cm2.h);不同天气状况下液流密度变化为晴天(15.18cm3/(cm2.h))>阴天(10.65cm3/(cm2.h))>雨天(4.78cm3/(cm2.h));不同月份液流密度变化均呈单峰曲线变化;季节尺度表现为夏季(13.44cm3/(cm2.h))>秋季(11.47cm3/(cm2.h))>春季(6.8cm3/(cm2.h))。杨树是华北地区和北京市适宜的树种,建议展叶期适量灌溉,蒸腾高峰期和停滞期勿灌溉,以减缓耗水。     

春玉米灌浆成熟期土壤呼吸动态变化及其影响因素

以北京郊区春玉米为研究对象,采用LI-8150土壤CO2通量连续测定系统研究玉米灌浆—成熟期的土壤呼吸速率。研究表明,土壤呼吸速率在晴天呈变化幅度较大的单峰型曲线,最大值4.43μmol m2/s;阴天呈变化幅度较平缓的单峰型曲线,最大值2.90μmol m2/s;雨天土壤呼吸速率为震荡曲线,最大值2.48μmol m2/s,最小值0.41μmol m2/s。土壤呼吸速率的日际变化规律为连续的"单峰型"曲线。土壤呼吸速率与土壤温度呈指数关系,与土壤含水率呈幂函数关系,土壤温度和含水率综合因素与土壤呼吸速率函数为指数形式,相关性较显著。     

基于偏好免疫网络的油茶果采摘机器人图像识别算法

针对油茶果采摘机器人视觉识别中外界物体的形态学特性要求,采用了偏好人工免疫网络算法作为机器视觉的图像识别算法,并根据采摘环境及采摘对象的特点对算法结构进行了改进,增强了算法的识别率.仿真实验表明,采用偏好人工免疫网络算法对油茶果的识别率在晴天时达到了81.67％,阴天时达到了87.69％,满足采摘识别率的要求.     

旱渍胁迫及环境因子对避雨番茄茎流变化的影响

根据避雨番茄筒栽试验结果,分析了不同旱渍胁迫组合及不同天气条件下的茎流速率日变化,采用通径分析和灰色关联分析的方法,计算了以太阳辐射、气温、相对湿度和土壤含水率4种环境影响指标为自变量对番茄茎流速率的相关系数、决定系数及灰色关联度.结果表明:不同天气下番茄茎流速率日变化规律差异显著,晴天下呈现峰值在正午的单峰型曲线,多云下呈现在10:00和14:00左右达到峰值的双峰型曲线,阴雨下茎流速率较小且波动不大;相同环境下不同旱渍组合的茎流速率日变化曲线可以反映水分的亏缺和渍害程度,轻度亏缺能够抵抗渍水的迫害,增大茎流速率,但是亏缺程度超过一定范围会显著降低茎流速率;通径分析与灰色关联分析的结果基本一致,影响茎流速率最大的是太阳辐射,决定系数达到0.91.     

热带桉树人工林液流特征及其对环境因子的响应

【目的】探明热带桉树蒸腾耗水时间变化规律及其与环境因子的关系。【方法】通过热扩散探针法(TDP)于2016年1—12月对海南省儋州林场桉树树干液流进行实时监测,并同步监测气象、土壤水分等相关环境因子。【结果】①雨季桉树液流瞬时变化特征多为"双峰"型曲线,旱季为"单峰"型,雨季液流到达峰值时间在11:00—11:30之间,峰值平均为8.68 mL/(cm2·h),并在15:00—15:30出现第2个液流峰值,平均峰值为8.16 mL/(cm2·h),旱季液流达到峰值时间在13:00—13:30之间,峰值平均为7.45 mL/(cm2·h);②旱季和雨季桉树液流瞬时速率对相对湿度和大气温度的时滞均为30 min,对光合有效辐射的时滞均为-30 min;③日尺度上桉树平均液流速率为2.06 mL/(cm2·h),最大值出现在7月15日,为4.25 mL/(cm2·h);最小值出现在11月25日,为0.14 mL/(cm2·h),太阳有效辐射(PAR)、大气温度(Ta)、饱和水气压差(VPD)是影响桉树日均液流的主要环境因子,树木胸径大小与日均液流速率正相关;④桉树月均液流速率的变化特征为"单峰型"曲线,雨季液流速率均值为2.53 mL/(cm2·h),旱季为1.80 mL/(cm2·h),最大值出现于7月,为3.42 mL/(cm2·h),最小值在2月,为1.40 mL/(cm2·h),其中PAR、Ta、VPD是主要影响因子。【结论】热带桉树人工林液流存在明显昼夜与季节节律,不同观测尺度下影响桉树液流速率的主要环境因子均为PAR、Ta、VPD。