DIAS，Delta－TSCAN及其应用

ＤＩＡＳ，Ｄｅｌｔａ－ＴＳＣＡＮ及其应用苏波（中国科学院植物研究所北京香山１０００９３）１前言叶面积指数、根系长度及根系表面积是衡量作物生长状况的重要指标，它们的大小与作物光合强度及对水分、养分的吸收有着密切的关系。种子的千粒重是作物产量构成的重要因...     

基于双远心镜头的高精度叶面积测量方法研究

叶片是植物重要的光合器官,也是植物进行蒸腾的主要场所。植物叶面积的检测对于评估作物的长势和建立植物的生长模型有着非常重要的研究意义。针对现有基于机器视觉测量叶面积存在的缺陷,提出一种采用双远心镜头的高精度叶面积测量方法,该方法不需要对图像进行畸变校正,采用图像边缘增强、亚像素提取和图像分割等先进图像处理算法,使得图像边缘提取精度达到0.1个像元,叶面积测量精度达到3×10~(-6) mm~2。试验结果表明,该方法不仅测量精度高,而且大大提高测量效率。     

冬小麦生长及根系吸氮的动态模拟研究

建立了冬小麦生长、根系吸氮耦合模拟模型。冬小麦生长动态受到气象、土壤水分、氮肥等外界因素和作物吸氮能力等内在因素的影响 ,而作物吸氮量与干物质增长量和土壤水分、氮肥条件也有着密切的关系。模拟结果表明 :该模型能够较好的反映冬小麦生长动态、叶面积指数变化及作物吸氮过程     

棚菜生产增施二氧化碳的试验研究

植物生长需要进行光合作用,植物在光合作用时要吸收大量的二氧化碳,释放氧气。通过光合作用制造和分解养分供植物生长,农业上称二氧化碳为气肥。因此可以说：二氧化碳是植物生长中不可缺少的原料之一。棚菜生产多在冬季、深秋和初春,外界气温低,为了保暖,经常处于密...     

宁夏老压砂地枣树不同水分条件下的光合特性研究

通过对宁夏压砂地枣树在不同水分条件下的光合作用速率、外界光合作用有效辐射、大气CO2浓度、冠层温湿度及累计叶面积进行观测,通过将其光合作用速率与外界光合作用有效辐射值做比值来削弱当地大风多云对光合作用观测带来的影响,以此反映压砂枣树光合作用日变化和季节变化过程,得出压砂地枣树在展叶期光合作用速率整体水平较高;进入开花坐果期后,早上8∶00后光合作用强度明显下降。对光合作用速率与光合作用有效辐射、大气CO2浓度、冠层温湿度、累积叶面积进行相关性分析,得出光合作用有效辐射、大气CO2浓度和冠层相对湿度对宁夏中西部地区压砂枣树光合作用的影响较大,且枣树光合作用速率与累积叶面积显著负相关。     

冬小麦生长及根系吸氮的动态模拟研究

建立了冬小麦生长、根系吸氮耦合模拟模型。冬小麦生长动态受到气象、土壤水分、氮肥等外界因素和作物吸氮能力等内在因素的影响，而作物吸氮量与干物质增长量和土壤水分、氮肥条件也有着密切的关系。模拟结果表明：该模型能够较好的反映冬小麦生长动态、叶面积指数变化及作物吸氮过程。     

胁迫后复水对水稻叶面积的补偿效应

对不同生育期、不同程度、不同历时的水分胁迫及胁迫后复水条件下水稻叶面积变化规律和机理进行了研究,结果表明:土壤水分变化并未改变水稻叶面积在整个生育期间的单峰变化;水分胁迫对水稻叶面积的扩展生长存在抑制效应,抑制程度与胁迫程度、胁迫历时正相关;胁迫后复水对叶面积有补偿效应。重度胁迫大于轻度胁迫后复水的补偿效应。分蘖期轻度胁迫下胁迫时间越长补偿越明显,拔节期胁迫时间延长补偿效应降低。复水后加肥有助于叶面积补偿效应的提高,促进叶面积相对扩展速率增加并使响应时间提前。     

不同灌溉模式下氮磷钾配比及追施比例对水稻生长特征及产量的影响

为分析节水灌溉条件下氮磷钾不同配比及追施比例对水稻生长特征及产量的影响,在宝清县开展了大田试验。结果表明,氮肥对水稻的分蘖、叶面积指数、株高、单位面积有效穗数及产量起决定性作用,且相同条件下按返青肥、蘖肥、穗肥质量比4:3:3比例施肥,各处理的叶面积指数差异显著,磷素的多少直接影响水稻植株的物质积累,且对水稻结实率的影响显著,钾肥用量大小对结实率影响不显著。湿润灌溉条件下按F1比例施肥的N3P2K2处理的水稻水分利用效率最高,灌溉水利用效率也最大。研究区以湿润灌溉模式、按返青肥-蘖肥-穗肥质量比4:4:2施用、N-P-K质量比为3∶2∶2的组合为宜。     

基于地基激光雷达的玉米真实叶面积提取方法研究

叶面积指数(LAI)是定量描述植物叶片生长状态的重要参数,相较于受叶片聚集情况影响较大的有效LAI,真实LAI更能准确反映作物真实的生长状态。地基激光雷达(TLS)可以快速获取高精度植物的高度、密度、叶倾角、叶面积等作物结构信息,但在叶面积信息获取上主要得到的是有效LAI。借鉴体素化的思想,提出了基于体素内叶片及其投影数学关系的真实叶面积获取方法。该方法充分利用TLS在获取垂直结构信息上的优势,将表征玉米真实生长状态的点云数据作为数据源,利用体素将玉米叶片回波点云分割成一系列叶片单元,基于体素内叶片及其投影数学关系求取叶片单元面积,进而实现玉米真实叶面积的获取。通过利用不同激光雷达扫描仪分别于北京和河北两地获取的不同品种、不同尺度的4个样本点的玉米TLS点云数据进行验证:样本点1、2、3的试验数据为单木尺度,采用不同体素大小计算叶面积。结果表明,该方法计算所得叶面积与实测叶面积具有较高的相关性,决定系数均在0.8以上,方法可信度较高;最优体素大小分别为0.17、0.15、0.15 cm,在相应最优体素大小下,RMSE分别为61.898、44.058、42.844 cm2,植株总叶面积之间的相对误差分别为-2.678%、0.619%、-0.474%,误差较小,精度较高。样本点4的玉米点云数据属于群体尺度,叶面积计算结果与实测叶面积之间的绝对误差为-14.663%,计算结果偏小。由此可知,基于体素内叶片及其投影数学关系的真实叶面积获取方法切实可行,且精度较高。     

基于漫水填充算法的叶面积仪研制

叶片是植物进行光合和蒸腾作用的主要器官,叶片面积大小直接影响植物对光的利用效率。快速准确地测量叶面积能够有效提高植物光合和蒸腾作用研究的效率。测量叶面积的方法有很多种,其中以叶面积仪法最为广泛使用。但是国内现有叶面积仪开发的种类较少,误差比较大,且重复性较差。因此,提出一种基于漫水填充算法的手持式叶面积仪,并通过与传统方法测定不同形状叶面积进行比较。结果表明:该叶面积仪测量误差仅为0.55%,且多次测量变异性较小,最低变异系数仅为0.7%,平均变异系数为1.2%,测量效率高,适合推广使用。     

论低钾胁迫对C3、C4作物光合作用差异性的影响

钾是植物生长不可缺少的必需元素之一。我国耕地普遍缺钾,严重缺钾土壤和一般缺钾土壤总计3.4亿多亩,约占耕地面积23%。低钾胁迫已成为限制我国农产品产量重要因素。C3植物（水稻）、C4植物（玉米）在农业生产中具有重要战略意义。本文概述我国土壤缺钾现状及其危害,并对低钾胁迫对C3、C4作物光合作用差异性影响研究现状进行综述及展望。以期为我国耕地农作物规划、合理使用及相关研究,提供理论依据。     

基于机器视觉的蔬菜生长状况分析

蔬菜植株面积大小是评估其生长状况的重要依据。本文采用基于机器视觉的图像处理技术,获取并分析蔬菜的生长状况,其关键在于如何准确地分割图像并计算叶面积大小。为此,通过对采用传统的阈值分割算法、传统的K-means分割算法和L*a*b*空间下的K-means分割算法所输出结果的对比分析,结果表明在L*a*b*空间下进行的K-means分割,在保留蔬菜叶片表面信息的同时不仅有效地分割图像,而且能以彩色图像的形式输出。本文选取了30株绿色蔬菜,计算其在第15天、30天、45天的叶面积大小,通过对比同一蔬菜在不同时间与同一时间及同期内不同蔬菜的叶面积,评估得到这30株蔬菜的生长状况。     

基于改进人工神经网络的植物叶面积测定

叶面积作为植物光合作用的重要指标,是研究作物及林木生产力的基础.采用L-M算法和贝叶斯规则相结合的网络训练模式,以毛竹叶面积为研究对象,综合优化其人工神经网络结构,构建最优的叶面积预测模型.研究结果显示,模型的最佳预测变量为叶片宽度和叶片长度变量组合,而增加叶片形状指数未提高叶面积预测模型精度;所建神经网络模型性能好、预测精度高,决定系数达0.992,平均相对预测误差为4.28％,可以准确估测毛竹叶面积.     

水肥耦合对枸杞生长特性及光合作用的影响

针对宁夏中部干旱地区枸杞灌溉水肥利用效率低问题,结合宁夏干旱区枸杞滴灌施肥实际,进行滴灌条件下枸杞水肥耦合试验。以补灌量X_1、施氮量X_2、施磷量X_3、施钾量X_4为试验因素,研究滴灌条件下不同水、肥用量对枸杞光合作用及生长特性的影响。结果表明:①枸杞全生育期叶绿素呈先快速增长后期稳定的规律,全生育期叶绿素平均值大小顺序为:处理2处理3处理5处理6处理4处理1;②枸杞全生育期叶面积生长速度大小顺序为:处理3处理1处理6处理2处理5处理4;③株高在整个生育期内呈先增后减的趋势,全生育期株高生长速度大小顺序为:处理3处理5处理2处理6处理1处理4;④枸杞全生育期枝条生长速度大小顺序为:处理3处理4处理1处理5处理6处理2;⑤枸杞全生育期地径生长速度大小顺序为:处理3处理2处理1处理5处理6处理4;⑥其日平均净光合速率大小顺序为:T3T5T1T6T4T2;日平均蒸腾速率日变化大小顺序为:T3T6T1T5T4T2。综上分析,处理3的叶面积、株高、枝条、地径增长速率和日均净光合速率与日均蒸腾速率都是试验设计处理中的最大值,叶绿素为第二。     

水稻叶面积指数与需水量的关系及其应用

水稻蒸腾量与棵间蒸发量之和为需水量或称腾发量。蒸腾量的大小受气象因素的影响,同时随着水稻生长发育过程中的生理变化而变化。棵间蒸发纯属物理现象,受气象因子所支配,但也因水稻叶面遮阴而减小。水稻生长发育过程中,本身的生理变化同样与气象因素有密切关系。笔者统计分析了福建省泉州市灌溉试验站1984年和1985年的试验资料,发现水稻叶面积指数与水稻蒸腾     

远红光阶段辐照对水稻幼苗生长及水分利用效率研究

以水稻“绿旱639”为研究对象,在水稻的种期(T1)、芽期(T2)和苗期(T3)分别进行远红光辐照,并设置对照组(CK)。通过测算水稻幼苗的生理指标、生长特性以及水分利用效率,研究了阶段辐照下远红光对水稻幼苗的生长及水分利用效率影响。结果表明：种期进行辐照水稻幼苗的叶面积比芽期和苗期分别增加了15.82％和20.46％。芽期进行辐照水稻幼苗的相对生长速率比种期和苗期分别增加了23.10％和37.01％,根长、根冠比、净同化速率等指标的增长幅度均大于种期和苗期辐照。苗期进行辐照水稻幼苗的叶片水分利用效率与种期和芽期辐照相比,分别增加了16.60％和23.07％。综上,在水稻幼苗的芽期进行远红光辐照,可以有效促进水稻幼苗的生长。在水稻幼苗的苗期进行远红光辐照,可以显著提高水稻幼苗的水分利用效率。本研究从光学农业角度为提高水稻以及其他作物水分利用效率提供了参考。     

不同水肥模式的水稻叶面积修正系数试验研究

叶面积修正系数直接决定着长宽修正系数法测量叶面积的精确程度.为探讨水肥模式对水稻叶面积修正系数的影响,基于水稻实测叶面积及叶片长、宽数据计算叶面积修正系数,并分析其变化规律.结果表明,各处理生育前期水稻叶面积修正系数接近或超过经验值0.75,中期较小,抽穗开花期略有上升并稳定至0.7左右.常规灌溉处理上层叶片叶面积修正系数较控制灌溉大,叶片更加细长.不同肥料处理中,控释肥处理叶面积修正系数普遍偏低;常规肥及实地肥处理在生育前期可以采用经验值进行叶面积计算;抽穗开花及以后各生育期,各处理均可采用相同的叶面积修正系数;生育中期各处理叶面积修正系数较低.     

基于单参数Logistic的典型作物相对叶面积指数模型研究

为系统分析叶面积指数变化特征,构建便于实际应用的作物生长模型,在对现有叶面积指数模型参数变化特征分析的基础上,以相对有效积温为自变量,利用修正Logistic模型分析了冬小麦、夏玉米、水稻3种作物相对叶面积指数的增长特征,并确立了模型参数之间的关系。研究结果表明,参数a、b和c与相对有效积温特征值有关,随着c的增大,a逐渐增大、b逐渐减小,且其增大或减小速率均与相对有效积温有关;参数a、c与b之间也存在一定函数关系。基于参数之间的关系,对相对化修正Logistic模型进行了简化,建立了描述冬小麦、夏玉米和水稻3种作物的叶面积指数增长过程的单参数Logistic模型。利用实测资料对模型进行了评估,结果表明,该模型能够很好地模拟相对叶面积指数的增长变化过程。该简化模型参数少、形式简单、便于分析,因此易于应用,对建立其他作物的单参数相对叶面积指数模型具有一定的参考价值。     

有机肥施用对节水灌溉水稻生长及产量的影响

为了揭示有机肥施用对节水灌溉水稻生长及产量的影响,开展了不同水肥管理田间试验,分析不同水肥管理条件下水稻茎蘖、株高、叶面积指数、干物质量、产量、灌水量及灌溉水分生产效率的变化规律。结果表明,与常规灌溉相比,节水灌溉在保证水稻生长并稳产的同时,灌水量大幅降低了49.45%,水分生产率平均提高1.20kg/m3。有机肥施用明显增加了水稻茎蘖数和株高,增加了水稻干物质量,显著增加了水稻叶面积指数和产量(p0.05),提高了稻田灌溉水分生产率,其中产量平均增加6.77%。控制灌溉和施用有机肥条件下,水稻产量和水分利用效率分别较常规水肥管理稻田显著提高了6.13%和1.32kg/m3。因此,控制灌溉和有机肥施用的结合是该地区合理的稻田水碳管理措施。     

用材林高产的条件与培育的技术途径

森林生物产量以森林中绿色植物的光合作用为基础。从生物学角度看,光合速率、叶面积、生长期和老化过程等因素决定森林生物产量的大小。人工用材林的经营目的就是要使树木的光合速率加快,叶面积适当,生长期延长,老化减慢,从而取得最大收获量。