野生大豆与栽培大豆荧光特性比较研究

为了探讨野生大豆与栽培大豆荧光特性的差异,应用调制式荧光仪PAM2000分别测定了野生大豆、栽培大豆叶片、荚皮的荧光参数,并作比较.结果表明:野生大豆叶片、荚皮的最大光化学效率Fv/Fm、Fv/Fo比栽培大豆小;光化学猝灭系数qP随着光强度的增加逐渐减小,野生大豆叶片、荚皮的qP比栽培大豆小;非光化学猝灭系数qN随光强的增强,逐渐升高,野生大豆叶片、荚皮的gN大于栽培大豆;实际光化学效率ΦPSⅡ随着光照强度的增加逐渐降低,野生大豆叶片、荚皮的ΦPS Ⅱ小于栽培大豆;表观光合电子传递效率ETR随着光照强度的增加逐渐增加,野生大豆叶片、荚皮的ETR小于栽培大豆.     

干旱胁迫下木薯叶片和离层内源乙烯含量变化

利用木薯光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)量化木薯受到干旱胁迫的程度,并测量木薯叶片与离层的内源乙烯在不同程度干旱胁迫下的量,以探讨内源乙烯的产生、Fv/Fm的下降速度与木薯抗旱性之间的关系。结果表明,抗旱性越强的品种,Fv/Fm下降速度越慢,内源乙烯上升的时间也越靠后。     

干旱对玉米自交系叶片叶绿素荧光特性的影响

以玉米自交系郑58(抗旱性强)和丹340(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置中度干旱和正常灌水处理,研究干旱胁迫对玉米自交系苗期、抽雄吐丝期和灌浆期叶片叶绿素荧光指标的影响。结果表明,不同生育时期,玉米自交系叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大荧光(Fm)、原初最大光能利用效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/F0)、有效光化学量子产量(Fv’/Fm’)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)均随干旱胁迫的加剧而下降;初始荧光(F0)和非光化学猝灭系数(q N)均随干旱胁迫的加剧而升高。与丹340相比,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’降幅均相对较小。不同时期干旱胁迫下,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’、ΦPSⅡ和q P均高于丹340。与丹340相比,干旱胁迫下,郑58光系统Ⅱ具有较高的光能转化和利用效率、实际光化学量子效率和有效光化学量子产量,通过调节碳同化能力和激发能利用效率,有效地耗散过剩光能减轻光抑制,保护光合机构,维持较高的光合性能。光系统Ⅱ中Fm、Fv/Fm和Fv/F0可以用来鉴定玉米自交系抗旱性。     

氮素对小麦不同叶位叶片叶绿素荧光参数的调控效应

为了解氮素对小麦不同叶位叶片光合能量利用的影响,测定和分析了旱地和水地小麦品种在3个氮素水平下不同叶位叶片的叶绿素荧光参数.结果表明,随氮素水平的提高,小麦幼苗叶片最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和非光化学猝灭系数(qN)都呈上升趋势,而光化学猝灭系数(qP)则呈下降趋势;但旱地品种叶片荧光参数对氮素更敏感,旱地品种小麦幼苗叶片的Fm、Fv、 Fv/Fm、Fv/Fo和qN均高于水地品种,qP低于水地品种.旱地和水地品种在不同氮素处理下各叶位叶绿素荧光参数表现不同,光合能量利用随叶位的降低逐渐升高.     

不同密度槟榔间作对香草兰叶绿素荧光特性的影响

研究分析3种不同密度槟榔园间作对成龄香草兰叶绿素荧光参数的影响。结果表明,在一定范围内,香草兰PSII的潜在活性(Fv/Fo)和表观光合电子传递速率(ETR)随着槟榔密度的降低而显著降低;同时,最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学效率(Yield)和光化学淬灭系数(qP)都呈下降趋势;低密度槟榔园间作条件下,香草兰的天线转化效率(Fv′/Fm′)最低。表明高密度槟榔(株行距为2.0 m×2.5 m)条件较适合间作香草兰,在生产中可以应用。     

施氮水平对啤酒大麦叶片光合、SPAD和叶绿素荧光特性的影响

为给啤酒大麦高产栽培提供依据,选用苏啤3和单2两个大麦品种为试验材料,在江苏南京和盐城,研究了不同施氮水平对大麦光合、叶绿素含量和叶绿素荧光特性及产量的影响.结果表明,在0～225kg·ha-1施氮量范围内,两个大麦品种叶片叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSII)均随着施氮量的提高而提高,施氮量再提高,上述参数又呈下降趋势.大麦籽粒产量亦呈现相同的趋势,最终以225 kg·ha-1施氮量处理的大麦籽粒产量最高.分析表明,光系统Ⅱ(PSII)较高的φPSII是适宜施氮量下提高大麦叶片Pn的重要生理基础,而适宜施氮量下较高的叶片Pn是本试验中啤酒大麦高产的生理基础.     

不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光 特性对套作遮荫的响应

选用4个耐荫性有差异的大豆品种为材料,通过与单作比较,研究了不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性对套作遮荫的响应差异。结果表明,套作遮荫提高了大豆叶片叶绿素含量、总叶绿素与类胡萝卜素比值（Chl(a+b)/Car）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）、叶片初始荧光（Fo）、PSⅡ有效光化学量子产量（Fv′/Fm′）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）;使叶绿素a与叶绿素b比值（Chla/b）、类胡萝卜素(Car)含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）、蒸腾速率（Tr）、PSⅡ最大光化学量子产量（Fv/Fm）、光化学荧光猝灭系数（qP）、非光化学荧光猝灭（NPQ）呈减小趋势。套作遮荫降低了大豆地上部分干物质积累量,其干物质积累量与Pn呈极显著正相关。耐荫性相对较好的材料,如贡选1号和南豆12在套作遮荫下Pn下降较少,且有着相对较高的Chlb、Car分子组成比例、Fo和Fv/Fm。     

大豆/玉米间作对大豆叶片光合特性和叶绿素荧光动力学参数的影响

通过大田试验,研究了间作种植模式导致的遮阴对大豆叶片光合特性和叶绿素荧光动力学参数的影响.结果表明:间作处理增加大豆叶绿素含量、表观量子效率和CO2 补偿点,显著降低大豆叶片的羧化效率(CE)、光补偿点( LCP) 和光饱和点( LSP).间作大豆叶片净光合速率(Pn)日变化由"双峰"型变为"单峰"型,日光合总量显著低于单作.间作大豆叶片气孔导度(Gs) 提高, 蒸腾速率( Tr) 下降, 胞间CO2浓度(Ci)升高.此外,间作大豆叶片Fv、Fv/Fm和Fv/F0显著降低.大豆在间作导致的遮阴条件下通过提高表观量子利用效率,减少暗呼吸消耗,以利于植株在弱光环境下光合产物的积累.     

根腐病胁迫对大豆光谱特征和叶绿素荧光特性的影响

为探讨根腐病胁迫下光谱特征指数和叶绿素荧光参数与光合色素的相关性,以大豆植株为研究对象,分析了不同程度根腐病胁迫下大豆叶片光合色素、叶绿素荧光特性以及冠层光谱特征的差异性。结果表明:随大豆根腐病病情的加重叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素以及叶绿素/类胡萝卜素降低。同时,光系统II最大光化学效率、光系统II光化学效率、非光化学淬灭系数以及PSII的量子产额等荧光参数显著低于正常植株。光谱反射率在近红外区域(700～1 000 nm)随病害程度的加重而降低,归一化深度变浅。通过对原始光谱进行微分变换,病害植株红边幅值降低,红边位置出现蓝移现象。除绿峰位置、幅值以及修正叶绿素吸收反射率指数外,红边幅值、红边位置、结构不敏感色素指数、光化学植被指数、简单植被指数、归一化差异指数、修正归一化差异指数、绿度指数以及荧光参数与根腐病胁迫下叶片光合色素相关性均达到显著水平。因此,选择适宜的光谱特征指数和叶绿素荧光参数,借助光合色素变化,可为利用高光谱遥感技术和荧光成像技术对大豆根腐病危害诊断提供理论支持。     

硅对干旱胁迫下花生幼苗生长和生理特性的影响

为探讨外源硅对干旱胁迫下花生生长的影响,以花育22为试验材料,研究外源硅对干旱胁迫下花生的营养生长及生理特性的影响。结果表明:花生幼苗期干旱7d显著抑制花生营养生长,花生净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、实际光化学效率(Φ_(PSII))、最大光化学效率(F_v/F_m)和光化学淬灭系数(qP)及抗氧化酶活性(CAT,SOD,POD)降低,花生叶片叶绿素含量、非光化学淬灭系数(NPQ)和丙二醛(MDA)含量升高。与单独干旱胁迫相比,干旱胁迫下施硅处理后,花生幼苗的鲜干质量、Pn、Gs、Ci、ΦPSII、Fv/Fm和qP及抗氧化酶活性均显著升高,而叶绿素含量、MDA含量、Tr和NPQ显著下降,说明干旱胁迫下施硅后可以有效促进花生幼苗的生长,提高光能转化率和光合速率,提高叶片抗氧化酶活性,降低膜脂过氧化程度,增强花生的抗旱能力,缓解干旱胁迫对花生的伤害。     

光谱仪与SPAD测定马铃薯叶绿素含量的比较

通过Unispec-SC光谱仪和SPAD-502叶绿素计两种方法测定马铃薯叶片叶绿素相对含量的比较,结果表明:马铃薯在310～730 nm波段选取510 nm、650 nm和680 nm 3个波段的光谱反射率,在730～1130 nm波段,选取820 nm和940 nm 2个波段的光谱反应率,它们与叶绿素含量的相关性呈显著水平。在940 nm和510 nm组合的波段计算的植被指数与叶绿素相关性最好,并且以NDVI的相关系数最高,r=-0.9546,达到了极显著水平。Unispec-SC光谱仪比SPAD-502叶绿素计预测结果更为准确。     

水稻不同叶位层物理结构与冠层反射光谱的定量研究

 研究了不同土壤水分、施氮条件下水稻冠层反射光谱与冠层生长特征（叶面积指数、叶片干质量和鲜质量）的量化关系。结果表明，不同层次叶面积指数、叶片鲜质量和叶片干质量与冠层光谱的相关性大小均为：L12345>L1234>L123>L12>L1，而顶部5张叶片的面积和生物量（干、鲜质量）对冠层特征反射光谱的贡献大小顺序为：L2>L1>L3>L4>L5，顶部2张叶片对冠层光谱作用最大。发现比值指数R(760,710) 与水稻叶面积指数呈极显著线性相关；而比值指数R(1650,1100) 与水稻地上部鲜质量和干质量均呈极显著幂函数相关关系。因此，比值指数R(760,710) 和R(1650,1100) 可分别用来定量反演水稻叶面积信息和地上部生物量信息。     

New Vegetation Index and Its Application in Estimating Leaf Area Index of Rice

Leaf area index (LAI) is an important characteristic of land surface vegetation system, and is also a key parameter for the models of global water balancing and carbon circulation. By using the reflectance values of Landsat-5 blue, green and red channels simulated from rice reflectance spectrum, the sensitivities of the bands to LAI were analyzed, and the response and capability to estimate LAI of various NDVIs (normalized difference vegetation indices), which were established by substituting the red band of general NDVI with all possible combinations of red, green and blue bands, were assessed. Finally, the conclusion was tested by rice data at different conditions. The sensitivities of red, green and blue bands to LAI were different under various conditions. When LAI was less than 3, red and blue bands were more sensitive to LAI. Though green band in the circumstances was less sensitive to LAI than red and blue bands, it was sensitive to LAI in a wider range. When the vegetation indices were constituted by all kinds of combinations of red, green and blue bands, the premise for making the sensitivity of these vegetation indices to LAI be meaningful was that the value of one of the combinations was greater than 0.024, i.e. visible reflectance (VIS)>0.024. Otherwise, the vegetation indices would be saturated, resulting in lower estimation accuracy of LAI. Comparison on the capabilities of the vegetation indices derived from all kinds of combinations of red, green and blue bands to LAI estimation showed that GNDVI (Green NDVI) and GBNDVI (Green-Blue NDVI) had the best relations with LAI. The capabilities of GNDVI and GBNDVI to LAI estimation were tested under different circumstances, and the same result was acquired. It suggested that GNDVI and GBNDVI performed better to predict LAI than the conventional NDVI.     

新型植被指数及其在水稻叶面积指数估算上的应用

叶面积指数LAI不仅是陆表植被系统的一个重要属性,而且是全球水平衡、碳循环等模型中的重要输入参数。首先通过使用水稻小区试验冠层光谱数据模拟Landsat 5卫星蓝、绿、红光波段;其次分析了各个波段对LAI的敏感性;然后分析了由这个3个波段的所有组合分别代替常规NDVI中的红光波段构成的VNDVI对LAI变化的反应和对LAI的估算能力;最后使用不同条件下的水稻数据进行验证。结果表明,在不同的LAI范围,红绿蓝光3个波段对LAI有不同的敏感性。当LAI<3时,红蓝光波段敏感性较高。虽然这时绿光波段的敏感性不如红蓝光波段,然而绿光波段在更大的范围对LAI都有相当的敏感性。当采用红绿蓝光波段的各种组合构成植被指数时,如果要使这些植被指数不出现饱和现象,并使对LAI的敏感性有意义,其前提是要求这个波段或是波段组合的值要大于0.024,即VNDI(visible NDVI)公式中的VIS>0024,否则将可能产生饱和现象,而使LAI估算准确度降低。综合比较所有由红绿蓝光波段各种组合构成的植被指数对LAI的估算能力,认为GNDVI和GBNDVI与LAI有比较好的关系。使用其他条件下的水稻数据对各种NDVI的LAI估算能力进行了验证,仍然得到了同样的结论。可见,GNDVI和GBNDVI在估算LAI时确实比传统NDVI具有更好的效果。     

光谱诊断马铃薯叶片氮素敏感波段的研究

利用Unispec-SC光谱仪测定马铃薯叶片光谱反射率,寻找马铃薯叶片氮含量的敏感波段并计算相应的植被指数。结果表明:在可见光波段范围内,550 nm和580 nm 2个波段的光谱反射率与氮含量的相关性较好;在近红外区域,820 nm、900 nm和1 005 nm 3个波段与氮含量的相关性达到了显著水平。利用上述波段计算植被指数,在1 005 nm和580 nm组合的波段,植被指数与氮含量相关性最好并且以DVI的相关系数最高,r=-0.8994,达到了显著水平。     

玉米叶片高光谱特征及与叶绿素、类胡萝卜素相关性的研究

测定了不同品种类型、不同株型、不同发育期的春玉米叶片及其它器官、不同叶位叶片及叶片不同部位的高光谱反射率和叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量。结果表明,玉米不同鲜器官的反射率随波长的变化趋势相似,但数值存在较大差异;不同叶位的叶片、不同品种同一叶位的叶片、叶片的不同部位的光谱反射率有差异;叶片光谱反射率随含水率减少而升高,它们的变化趋势相似;叶片叶绿素和类胡萝卜素浓度与光谱植被指数R800/R550、R673/R640、PSSRa、PSNDa、RCh、CARI、λred、Dλred和Sred具有极显著相关。说明可以通过光谱方法来监测玉米长势和估算叶绿素、类胡萝卜素含量。     

水稻冠层反射光谱特征与籽粒品质指标的相关性研究

系统分析了水稻籽粒加工品质、外观品质、营养品质等与水稻冠层反射光谱特征之间的相关性。结果表明,成熟期冠层反射光谱指数与水稻籽粒加工品质呈显著负相关,尤其是1650 nm和660 nm的比值和归一化组合,决定系数高达0.8以上。籽粒的外观品质与冠层光谱特征之间的关系不明显。籽粒蛋白质含量则与大多数生育时期的冠层光谱比值指数和归一化指数呈极显著相关,相关系数多在0.80以上;而淀粉含量与灌浆盛期的710 nm和660 nm的比值和归一化组合相关性最好。说明通过遥感手段来预测水稻籽粒的加工品质和营养品质指标是可行的。     

利用叶片反射光谱预测大豆合交98-1667干物重模型

通过对不同波长光谱反射率的分析,确立大豆地上部干物重的敏感波段,计算出相应的植被指数,并建立植被指数与大豆地上部干物质量预测模型.结果表明:在可见光波段范围内,合交98-1667选取510 nm和680 nm 2个波段的光谱反射率与地上部干物重的相关性呈极显著;在近红外区域,选取800 nm、900 nm和1005 nm 3个波段,其中800 nm和900 nm的光谱反射率与合交98-1667地上部干物重的相关性均呈极显著,波长为1005 nm时呈显著相关.4种植被指数经过比较RVI相关性最好.通过RVI植被指数建立模型,Y= 4.0216×RVI2 (900,680)-99.106×RVI(900,680) + 625.36,能较为准确预测大豆地上部干物重.     

水稻不同发育时期高光谱与叶绿素和类胡萝卜素的变化规律

通过大田和室内试验,测定了2个品种、3个供氮水平处理的水稻冠层、完全展开倒1叶、倒3叶和穗在不同发育时期的高光谱反射率及对应叶片和穗的叶绿素、类胡萝卜素含量。结果表明,不同供氮水平的水稻冠层和叶片光谱差异明显,冠层光谱反射率随发育期推迟,抽穗前在可见光范围逐渐降低、在近红外区域逐渐增大,抽穗后在可见光范围逐渐增大,在近红外区域逐渐降低;抽穗后,冠层、叶片和穗光谱的红边位置存在“蓝移”现象;叶片叶绿素、类胡萝卜素含量呈S形变化;高光谱植被指数R990/R553、R1200/R553、R750/R553、R553/R670、R800/R553、R800/R680、（R800-R680）/（R800+R680）［R为反射率,下标为对应波长值（nm)］和红边位置λred与叶绿素、类胡萝卜素含量之间存在极显著相关,说明能用它们来估算水稻冠层、叶片和穗的叶绿素、类胡萝卜素含量。     

高温干旱复合胁迫对花生幼苗生理指标的影响

为探讨高温和干旱复合胁迫下的花生幼苗对逆境的响应机制，以抗逆性存在差异的花生品种豫花9719和豫花9326为试验材料，对其幼苗进行昼夜温度为45℃/25℃、土壤含水量为35%~40%左右的高温和干旱复合胁迫处理，研究复合胁迫对花生幼苗生长及生理特性的影响。结果表明：胁迫条件下，豫花9719的株高和干重分别比对照组低44.3%和30.2%，差异达极显著水平；含水量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、花青素的含量均低于对照，其中叶绿素a的含量低4.88%，差异达显著水平，花青素含量低18.14%，差异达极显著水平；PRI、PI、Gs、Pn值分别比其对照组低12%、50.31%、75.2%、72.3%，差异均达极显著水平；MDA含量和相对电导率分别比对照组高93.1%和29.93%，差异均达显著水平；可溶性蛋白和类黄酮含量分别比对照组高104.5%和41.00%，差异均达显著水平；SOD和CAT活性分别比对照组低0.91%和3.29%，差异不显著。豫花9326的株高比其对照组低33.6%，差异达极显著水平，干重降幅不显著；含水量、类胡萝卜素、花青素的含量均比对照组低，但差异均不显著；叶绿素a和叶绿素b的含量分别比对照组高19.44%和3.39%，其中叶绿素a差异达极显著水平； PRI、PI、Gs、Pn值均比对照低，差异均不显著；MDA含量和相对电导率均比对照组高，但差异均不显著；可溶性蛋白和类黄酮含量分别比对照组高271.33%和48.96%，差异均达极显著水平；SOD和CAT活性分别比对照组高70.11%和68.8%，增幅均达显著水平。推测豫花9326对高温和干旱复合胁迫的抗性较高，主要与其较为强大的抗氧化防御系统及光合系统有关。