水、氮效应与叶绿素关系试验研究

以冬小麦和夏玉米为试验对象，研究了不同水、氮条件对作物植株含氮及叶绿素含量的影响，作物叶片含氮、作物产量与叶绿素含量之间的量化关系，并提出了利用叶绿素仪预测作物氮素胁迫的方法。研究结果表明，田间的不同水、氮制度将影响作物的含氮水平及叶绿素含量，它们之间呈正响应关系。氮素对作物叶绿素含量起着较强的影响作用。作为一种测量叶片叶绿素含量的仪器，叶绿素仪可以作为测量作物含氮的仪器使用，具有快速、准确、简便的特点。     

用叶绿素测值（SPAD）评估夏玉米氮素状况的实验研究

比较了2000年北京永乐店夏玉米生长过程中，不同水分、氮素处理条件下反映叶片叶绿素含量的SPAD值的变化过程，并且就生育期内平均SPAD值与作物产量，水分生理利用效率之间的关系进行了分析。结果表明，采用叶绿素仪可以较好的对夏玉米生长过程中作物氮素状况对生长的影响进行评价和预测。     

用叶绿素测值(SPAD)评估夏玉米氮素状况的实验研究

比较了 2 0 0 0年北京永乐店夏玉米生长过程中 ,不同水分、氮素处理条件下反映叶片叶绿素含量的SPAD值的变化过程 ,并且就生育期内平均 SPAD值与作物产量 ,水分生理利用效率之间的关系进行了分析。结果表明 ,采用叶绿素仪可以较好的对夏玉米生长过程中作物氮素状况对生长的影响进行评价和预测。     

基于快速叶绿素荧光技术的油菜冠层生化参数垂直异质性分析

准确获取作物冠层生化信息对监测作物生长和指导精准施肥具有重要意义.现有的作物生化参数的垂直分布研究以高光谱遥感反演为主,缺乏与光合生理的联系.本研究主要探究了不同氮素处理水平下油菜苗期冠层内的叶绿素、类胡萝卜素、干物质和水分等生化参数的垂直分布变化特性,同时利用快速叶绿素荧光技术测定了叶片的光合性能,并通过线性回归分析...     

基于高光谱成像技术对脐橙叶片的叶绿素、水分和氮素定量分析

用遗传算法(GA)、连续投影算法(SPA)和正适应加权算法(CARS)分别提取赣南脐橙叶片高光谱图像的有效信息,对叶绿素、水分和氮素的含量用偏最小二乘法(PLS)进行建模定量分析。高光谱图像标定后,提取感兴趣区域(ROI)的平均光谱,用GA、SPA和CARS算法分别选出特征波长建模。结果表明:叶绿素CARS—PLS模型、水分和氮素的GAPLS模型效果最优,预测集相关系数分别为0.96、0.91、0.82,可以结合高光谱技术对赣南脐橙叶绿素、水分和氮素进行快速无损的定量分析。     

高光谱技术在农作物营养信息诊断中的应用

概述了高光谱遥感分析技术在农作物营养诊断方面的应用状况,着重介绍了诊断农作物的主要生化参数,如氮素、叶绿素、叶面积指数(LAI)和水分等多项指标的研究进展,并对高光谱遥感技术在作物营养诊断与检测方面的研究进行了展望。     

基于反射光谱探测与二维分析的玉米叶片叶绿素诊断

设计了一套基于微小型光谱学传感器的轻量级作物冠层反射光谱探测系统,系统硬件主要由光学传感器、数据存储传输模块、控制器组成,软件包含采集参数设置、采集控制、数据管理3个模块。经系统标定,系统与标准仪器ASD的数据相关性平均达到094以上。分析了玉米冠层反射率随叶片叶绿素含量和含水率变化而变化的趋势,针对叶片叶绿素含量分别进行了一维和二维相关光谱分析。基于548、594、652nm一阶微分光谱建立了叶片叶绿素含量MLR模型,建模决定系数为0.43,验证决定系数为0.36。结合二维相关光谱分析,讨论了玉米叶片叶绿素含量与水分光谱的响应关系,修正敏感波长为480、594、652、819nm,建立了大田夏玉米的叶片叶绿素含量诊断优化模型,建模决定系数和验证决定系数分别为0.47和0.34。     

基于SPAD的水稻氮素含量测量指标及模型研究

叶绿素相对含量(SPAD)与水稻氮素含量有较好的相关性,但田间叶片的SPAD值测量影响因素较多。本文分析了在不同生长期,不同氮肥胁迫下水稻植株的氮素敏感叶片的叶绿素值的测量影响因素以及随氮素水平变化规律,构建最佳水稻氮素测量指标,并建立叶绿素值与水稻氮素含量检测模型。研究成果可为建立水稻信息专家库及水稻在线施肥系统提供决策依据。     

不同土壤水分对植物光合作用的影响研究进展

为了探究土壤水分对作物光效应的影响，就土壤水分对作物的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂含量、气孔导度、气孔限制值以及叶片水分利用效率等光效应研究成果进行了分类、归纳及总结。结果表明土壤水分的减少，使光响应单峰曲线呈降低走向，表现出水分胁迫影响光能利用率；重度水分胁迫会使净光合速率、暗呼吸效率、表观量子效率下降，进而影响作物糖分生成；重度水分胁迫和强光照下作物光合作用体系会受到损伤，作物蒸腾速率随土壤水分的增加而上升，但土壤水分超过某一阈值后则会下降；水分胁迫和光照强度在一定范围内增加时，胞间CO₂浓度下降，气孔限制值上升，超过这一范围时出现相反现象；一定的水分胁迫可使叶片的水分利用效率达到最大值；作物叶绿素总含量随着土壤水分的降低而下降，且叶绿素b含量下降速度大于叶绿素a。以节约利用水资源和促进作物高效生长为目标，提出了更多土壤水分与光效应对作物生长影响潜在关联的研究前景，为深入研究干旱地区土壤水分与光照互补、作物水-光平衡及农业资源高效利用提供理论支撑。     

油菜氮素光谱定量分析中水分胁迫与光照影响及修

研究了油菜氮素和水分胁迫在光谱检测中的相互作用,以及光照的变化对作物光谱检测的影响.为了克服光照因素对光谱检测的影响,针对氮素和水分的特征波长分别建立了基于光谱反射率变化率的光照修正模型;为了实现对氮素和水分相互作用的解耦,针对不同含水率水平的植株分别建立了全氮含量光谱特征的主成分回归模型.利用氮素光谱组合分析模型对植株全氮含量进行预测,结果表明,实测值与预测值的相关系数R为0.92,均方根误差(RMSE)为0.53,优于前期采用6特征波长变量和主成分回归法所建立的预测模型.     

不同灌溉方式的水稻生理效应研究

通过常规淹灌、垄作浸润、控水湿润和间歇灌溉等不同灌溉方式对水稻生理效应的研究表明:垄作浸润和控水湿润灌溉的叶片相对含水量较高。垄作浸润和控水湿灌溉既能减少上位叶(倒一、二叶)的叶绿素、全氮量,防止贪青徒长,又能延缓下位叶(倒三、四叶)的衰老,增加光合作用源的功能时间,同时垄作浸润和控水湿润灌溉的水稻叶片有较高的净光合率(NPR)和气孔导度(CS),增强了光合作用源的强度。节水灌溉能提高根系活力,较好地协调水稻高产与根系早衰之间的矛盾。可见垄作浸润和控水湿润灌溉的水稻具有更好的水分代谢和光合素质。     

水氮耦合对冬小麦生长的影响

小麦生育期内的水氮供应情况直接影响小麦的生长,为了研究小麦种植的合理水氮配比,本试验通过对大田和盆栽控制灌水量和施氮量两个因素对冬小麦的株高、叶绿素含量以及地上部的干物质累积量进行研究,得出各个不同水氮配比处理之间植株生长的差异。结果表明,株高随着灌水量的增加而增加,土壤总氮量在超过0.87g/kg时株高会随着施氮量的增加而下降。而对于叶绿素含量而言,各处理之间的差异不显著,对于同一处理的不同生育期,叶绿素呈现先增大后减小的趋势。干物质的累积量在生育期内的增长速度呈现＂慢-快-慢＂的趋势,且高水、高氮处理的干物质累积量大于低水、低氮处理。基于综合因素以及经济性考虑,大田中选择120kg/hm2的施氮量,在盆栽中选用0.2g/kg的施氮量较佳。     

结合图像的叶绿素荧光动力学植物水分胁迫探测方法

为了准确、直观探测植物水分胁迫及生长状态信息,融合了叶绿素荧光动力学参数及荧光图像对不同干旱胁迫条件下的植物进行了实验观测。以460 nm蓝色LED作为激发光源,EMCCD加装690 nm带通滤光片进行荧光图像采集,对4种不同采样周期下的各1 000幅图像求每幅图的像素平均值,按时间序列绘制荧光强度,可得到信息更全面的叶绿素荧光动力学曲线,并计算得出各个动力学参数。同时,对不同时间产生的荧光图像进行降噪、乘除等运算,并用伪彩色显示,可直观分析各类因素导致的荧光分布不均匀性。对易失水叶片和非易失水叶片分别进行快速水分胁迫和缓慢水分胁迫实验,结果表明,荧光比Rfd及动力学曲线上次峰值出现的时间随着胁迫的加剧均发生相应变化,且与叶片含水率之间具有较高的拟合决定系数。因此,将叶绿素荧光动力学特征和图像信息相结合,可提高植物干旱胁迫早期预测的准确度和直观性,为现场连续无损地监测植物生长状态、各类胁迫信息、病虫害检测等提供了一种快速的遥测手段。     

基于ZigBee的油菜叶绿素含量无线测量系统设计

针对远程监测农作物叶绿素含量的要求,本文提出了结合光谱技术,运用ZigBee无线通信模块测量油菜叶绿素含量的方法。解决了传统化学方法测量叶绿素分析时间长、不便于无损测量的问题,打破了实验室检测的惯例。建立了基于ZigBee技术的无线测量系统,实现了油菜叶片叶绿素含量的快速无损检测,对精确施肥具有指导意义。     

生菜叶片光谱红边参数对氮营养的响应特征分析

以不同氮素供应水平下的水培生菜为研究对象,采用光谱仪和叶绿素仪分别获得生菜叶片的漫反射光谱信息和叶绿素含量,通过提取生菜叶片光谱的红边参数,分析不同氮素供应水平下红边参数的变化规律,以及各个红边参数与生菜叶片叶绿素含量间的关系.结果表明,随氮营养供应水平的提高,生菜叶片各红边参数呈现不同的响应趋势.红边位置、最小振幅、红边面积以及红边振幅和最小振幅比值与生菜叶片SPAD值间均具有极显著的相关关系,其中以红边位置的相关程度最高,其相关系数为0.9420,均方根误差为1.803.可见,红边位置可以作为生菜叶片氮素营养诊断的一种有效指标.     

Inorganic pyrophosphatase activity in water stressed excised rice leaves

Summary Changes in the inorganic pyrophosphatase (EC 3.6.1.1) activity and the chlorophyll and -amino nitrogen levels were studied in excised leaves of rice (Oryza sativa L. cv. Ratna) subjected to various degrees of water stress. Chlorophyll level decreased and a-amino nitrogen level increased in the turgid leaves floating on water; these changes were accelerated when the leaves were subjected to water stress (Figs. 2, 3). The decrease with time in the activity of alkaline inorganic pyrophosphatase and the increase with time in the activity of acid inorganic pyrophosphatase in water-floated turgid leaves were accelerated following water stress (Figs. 4, 5). There was an accelerated decline in the ratios of alkaline to acid inorganic pyrophosphatase activity in stressed compared to turgid leaves (Fig. 6). It was concluded that water stress enhances the senescence of excised rice leaves and that the changes in the activities of alkaline and acid inorganic pyrophosphatases can be taken as indicators of water stress in rice leaves.Work supported by grant from the Extra Mural Research Unit, Council of Scientific and Industrial Research, New Delhi to Dr. D. Mishra. Mr. S. Dwivedi is a University Grants Commission Junior Research Fellow     

再生水对蔬菜种子萌发、幼苗生长及抗氧化系统的影响

在水培实验条件下,研究了再生水对油菜、大白菜和萝卜种子萌发、生长发育及其活性氧清除系统的影响。结果表明,再生水对萝卜种子发芽率有明显的促进作用,对油菜种子无显著影响,而大白菜种子表现出一定的抑制作用;再生水对各物种幼苗生长发育有一定促进作用,但对根系生长抑制作用显著。再生水灌溉可激活油菜和萝卜体内抗氧化因子,提高了油菜和萝卜清除体内自由基的能力,对油菜和萝卜生长有一定的促进作用。再生水灌溉大白菜叶片MDA含量与对照组相比显著增加,POD酶活力显著降低,指示大白菜受到一定程度的生理胁迫。各作物叶绿素含量也显著高于对照。     

基于计算机视觉技术的玉米叶绿素含量检测研究

植株叶片中叶绿素浓度的高低与植株进行的光合作用效率、植株的整体生长状况息息相关,在农业生产过程中,常常根据叶片中叶绿素含量(SPAD)的多少来精确的判断植物的生长状态,也是控制植株长势的依据。传统的叶绿素含量检测方式分光光度法,存在耗时长、步骤多、操作要求高等问题,而采用计算机视觉技术处理图像的过程更加准确、高效,不会像人眼分析时受到主观因素的影响导致偏差。为此,基于计算机视觉技术来检测玉米叶片中叶绿素含量,利用扫描仪采集玉米叶片的图像,将图像输送至计算机,然后通过软件处理图像,分割出图像中有效像素的颜色特征值,将特征值转换就可以得到玉米叶片中叶绿素。试验结果显示:利用计算机视觉技术可以准确地测定玉米叶片中叶绿素含量,进而进行合理施肥,避免浪费,对增加玉米的产量具有极大的价值。