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。     

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L-系统的3D虚拟植物冠层光合作用模拟模型

为定量分析植物冠层结构与光分布及光合作用之间的关系,模拟实际环境中植物冠层的实时光合速率,为诸如作物模型中产量估测提供一种植物冠层尺度光合生产力计算方法,本文构建了基于L-系统的3D虚拟植物冠层光合作用模拟模型。模型主要分为3部分:基于L-迭代文法系统与三维图形绘制技术构建3D虚拟植物冠层结构,利用正向光线跟踪及天空可见率算法模拟虚拟冠层内光辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)传输,基于太阳几何参数、大气影响参数及地理位置等参数计算真实环境中虚拟冠层顶部实时PAR强度。利用此模型,直接输入或插值处理光合环境因子数值,采用单叶光合作用模型和相关呼吸作用模型,可计算冠层内净光合作用速率并进行周期内植物体生物量的积累估算。以实测的幼龄杉木为模拟对象,计算其冠层内净光合作用速率及周期内生物量积累,模拟结果表明,基于虚拟冠层的PAR分布模拟及其冠层光合作用速率计算,是一种对植株光合生产力估算的有效方法。     

基于两种神经网络的温室CO_2控制研究

根据作物光合作用对温室CO2浓度的非线性,结合神经网络对非线性的良好辨识能力,研究出一种CO2调控技术。结合温室作物光合作用和CO2变化规律,分别运用BP神经网路和RBF神经网络建立温室作物光合速率与CO2的量化模型,并进行分析比较2种网络的性能,得出预测精度较高的一种模型,可作为温室CO2控制系统依据。     

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。     

温室番茄光合作用模拟模型中环境因子的影响

在建立温室内番茄群体光合作用模拟模型的基础上,综合考虑了温室内各种环境参数对番茄生长与光合作用的影响,构建了温度、CO2浓度及水分对番茄光合作用速率的影响函数,从而可以更准确地计算番茄群体光合日总量,为温室番茄栽培模拟模型的研究提供了一定的理论依据。     

浑善达克沙地人工牧草蒸腾光合作用与环境因子的关系分析

以浑善达克沙地人工种植的老芒麦、披碱草、蒙古冰草及紫花苜蓿为典型牧草,选择光合有效辐射、空气温度、空气湿度和二氧化碳浓度为主要环境影响因子,利用相关分析、偏相关分析、通径分析及决策系数等方法从不同角度系统地分析了人工牧草蒸腾作用和光合作用的环境影响,结果表明,人工牧草的光合作用和蒸腾作用主要受到光合有效辐射的影响,其次才是其他环境要素不同程度的直接影响和间接影响,因此,建立人工牧草蒸腾速率和光合速率的环境因子响应模型和计算人工牧草需水量应充分考虑光合有效辐射的作用。     

水肥状况对幼龄葡萄光合特性的影响研究

不同水肥条件下,土壤中水分和养分含量各不相同,作物的产量和品质也会因此受到影响,而作物的产量与品质离不开叶片光合作用。为了探究水肥耦合对葡萄光合特性的影响,对不同水肥配比条件下的葡萄植株的光合作用进行观测和分析,结果表明:在葡萄的各生育阶段,光合速率与蒸腾速率均呈现先增加后降低的趋势,最大值都出现在果实膨大期。在9个不同水肥处理中,W2N1处理的光合速率值最大;W2N1、W2N1、W3N1处理的蒸腾速率值均高于其他处理。光合速率的日变化呈现整体先升高再降低的趋势,最大值出现在10-12时之间,最小值出现在中午14时;根据光合速率和蒸腾速率在果实膨大期的日变化,拟合出果实膨大期光合速率和蒸腾速率与水肥的定量关系,从蒸腾速率的日变化中发现总体上W1N1、W1N2、W1N3处理的葡萄蒸腾速率较高,水分消耗大;W2N1、W2N2、W2N3处理的葡萄蒸腾速率较低,水分消耗小,有一定的节水作用。     

不同土壤水分下限对膜下滴灌水稻光合作用及生理指标影响

以品种宁粳28为材料,研究不同土壤水分下限对膜下滴灌旱作水稻组织相对含水率、叶绿素及光合作用的影响.结果表明,土壤水分下限为100％FC时,膜下滴灌水稻组织相对含水率、叶绿素及光合能力最高,土壤水分下限为80％FC时次之.     

基于光合特性的作物生长模型在盐渍农田的适用性分析与评价

为探索盐分和施氮量对作物光合特性及干物质累积的定量影响,以向日葵为研究对象,开展了不同盐分和施氮量处理的大田实验,分别使用高斯积分和群体光合积分公式量化了冠层每日总光合同化量,建立向日葵光合作用干物质累积模型,并对其模型精度进行了分析和评价。结果表明:(1)土壤盐分抑制了向日葵的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),但增施氮肥能够在一定程度上缓解盐分对Pn和Gs的胁迫;(2)向日葵干物质累积量随土壤盐分的增加而减少,随施氮量的增加而增加,增施氮肥使轻、中、重度盐渍土壤的向日葵干物质累积量分别增长4.7%、12.6%和20.1%;(3)土壤盐分水平是作物生长的重要胁迫因素,基于光合作用的干物质模型模拟精度均随着土壤盐分的升高而降低;(4)群体光合积分模型(GIM)对盐渍农田向日葵干物质累积量的模拟精度高于高斯积分模型(PPIM)(RRMSEGIMRRMSEPPIM)。本研究所建立的光合作用干物质累积模型在一定条件下能够准确的预测盐渍农田向日葵干物质累积量,其中所建立的PPIM模型以及针对盐渍土壤提出的改进措施能够为盐渍土地区的作物生长模拟和水肥管理提供技术支持,有助于促进粮食增产和农业的可持续发展。