玉米群体消光系数的动态变化及其模拟

[目的]研究玉米群体消光系数的动态变化,提高净第一性生产力或产量的准确评估。[方法]基于中国气象局锦州玉米农田生态系统野外观测站2006年玉米生长季（5～9月）的辐射观测数据和叶面积指数动态观测数据,分析玉米群体的消光系数动态变化。[结果]玉米群体生长季消光系数日变化较大,其最大值分别出现在07：00～09：00、15：00～17：00,最小值出现在12：00前后,但变化幅度在抽雄期变小;在较大的时间尺度上（〉5 d）,消光系数（K）与叶面积指数（LAI）呈抛物线关系,决定系数（R2）为0.960 7。当仅考虑消光系数是太阳高度角或叶面积指数的函数时,方程在模拟玉米群体生长季不同时刻的消光系数K值时准确性较差,为此发展了新的消光系数动态模型K=λ（0.784 8-0.001 6θ）（0.154 8 LAI2-0.558 6LAI＋0.654）。[结论]新的消光系数动态模型综合考虑了太阳高度角和玉米生长季叶面积指数对消光系数的影响,模拟效果优于现有的单因子消光系数模型。     

不同密度对复播青贮玉米光合特性和产量的影响

[目的]为北疆地区复播青贮玉米栽培推广提供科学理论依据和技术指导.[方法]研究两个青贮玉米品种新玉15号(XINYU15)、新饲玉10号(XINSIYU10)在麦后复播条件下,不同密度群体各生育期叶面积指数(LAI)、干物质积累(DMA)动态变化特征,并分析主要动态特征参数与产量及产量构成的关系,探讨复播青贮玉米高密度高产群体叶面积系数动态变化特征对产量的效应.[结果]各密度群体LAI动态变化呈单峰曲线趋势,随密度增加峰值增大,相同密度下新饲玉10号群体LAI大于新玉15号.群体的最大LAI在抽雄吐丝期、灌浆期.此阶段群体LAI对产量的影响最大,表明此时期是产量形成的关键期.[结论]密度是通过调控群体的LAI、穗数和穗重来影响产量构成和最终干物质产量,两个品种高产的适宜密度范围是5 000 ～6000株/667 m2.     

利用Beer-Lambert消光定律遥感反演玉米叶面积指数

利用遥感技术反演大范围玉米叶面积指数,对于田间肥水管理、长势监测乃至产量预测具有重要意义。在野外实测样本的支持下,获取玉米抽雄期的Landsat-8多光谱影像,引进Beer-Lambert定律,利用最小二乘法分析玉米冠层结构的消光系数,构建玉米叶面积指数遥感反演模型,最后采用交叉验证法评价模型精度。结果表明：玉米抽雄期NDVI、LAI呈较明显的正相关关系;基于Beer-Lambert定律的玉米叶面积指数遥感反演模型决定系数可达0.97,LAI空间分布状况与当地农业技术推广部门掌握的玉米实际生长状况基本一致,说明利用Beer-Lambert消光定律方法可以有效地反映玉米群体结构对光照的影响,据此开展玉米叶面积指数遥感反演具有较高的可行性。     

基于图像处理技术的夏玉米叶面积指数估算方法研究

在大田条件下固定数码相机高度垂直拍摄夏玉米拔节期和大喇叭口期的群体图像,利用图像处理技术获取玉米地面覆盖度,建立覆盖度和叶面积指数间的关系模型。结果表明,覆盖度和叶面积指数间存在极显著相关关系（r2=0．9547）,模型的拟和度较高,对模型进行检验可知,模型的预测精度达到90．56％,说明利用图像处理技术估算夏玉米LAI具有很好的可行性。     

不同模式下春玉米物质生产与群体光合性能研究

[目的]构建高产春玉米良好的群体结构,提高春玉米光能利用率,充分发挥春玉米的增产潜力。[方法]在大田试验条件下,从玉米品种、密度和肥料管理方面研究了3种模式（农户模式、优化模式、高产模式）对春玉米物质生产与群体光合生理指标的影响。[结果]优化模式和高产模式较农户模式分别增产10.79%、27.62%,秃尖长度显著减少。3种模式的叶面积指数（LAI）,群体光合势（LAD）,干物质累积（DMA）以及生长率（CGR）规律依次为高产模式＞优化模式＞传统模式。[结论]优化品种、合理增密以及加强养分资源管理是春玉米获得高产的关键措施。     

先玉335适宜栽培密度与性状指标研究

[目的]寻求先玉335合理的种植密度,明确种植密度对玉米性状指标的影响。[方法]以优质高产豫凑型玉米品种先玉335为试材,采用大垄双行种植方式,设4种种植密度（6．75万、7．50万、8．25万、9．00万株／hm^2）,研究不同密度对产量及其相关性状指标的影响。[结果]在大垄双行种植备件下,先玉335的产量随种植密度的加大呈降低趋势,在6．75万株／hm^2密度时,产量较高,玉米群体具有合理的株高和冠层结构,棒三叶叶绿素相对含量也较高。对株高、穗位高度以及LAI垂直分布的研究表明,该试验条件下,种植密度的增加会使玉米群体的抗倒伏能力降低,单株叶面积减少,群体LAI有所增加,LAI最大值出现的层次有所上升,玉米群体适宜高产的LAI在5．7左右。[结论]在试验条件下,先玉335适宜的种植密度为6．75万株／hm^2;IAI最大值出现的层次随着密度的增加上移。     

东北玉米叶面积指数动态模拟模型研究

利用2009年沈阳玉米叶面积指数(LAI)及相关数据资料,通过Matlab软件中的cftool拟合出模型参数,建立叶面积指数动态变化模拟模型,并提出了相对叶面积指数( RLAI)和相对积温(RDD)的概念.用2008年吉林和2010年沈阳的相关数据资料进行检验,标准误差RMSE(root mean squared error)以及决定系数r2(determinants of coefficient)分别在0.21和0.98左右,在误差范围内;总体看,模型可较好地模拟东北玉米不同生育阶段叶面积指数的动态变化,也可用于作物生长、产量模拟以及对作物的生长监测和遥感估产.     

基于冠层机器图像分析的杂交棉生长性状估测模型研究

[目的]建立基于冠层机器图像分析的杂交棉生长性状的估测模型,为棉田信息化诊断和优化管理提供依据.[方法]运用统计模型技术建立并优选杂交棉基于冠层机器图像分析的干物质积累量、株型生长及产量估测的数学模型,运用不同品种和滴灌量处理试验资料对模型进行初步测试和检验.[结果]建立的以LAI(叶面积指数)和TCRP(直射辐射透过系数)预测干物质积累模型、蕾期应用MFIA(平均叶簇倾斜角)估测株高模型、盛花期用K(群体消光系数)估测总果节长度模型和果节数模型以及用LD(叶层分布)估测结铃数模型和估测产量模型的拟合度较高,估测效果较好.[结论]基于冠层结构特征值的杂交棉生长估测模型可以用于田间生长诊断.     

冬小麦群体参数优化设计方法

为探讨冬小麦生产中合理群体结构的构建方法,在2009/2011和2012/2013年冬小麦生长季,利用3个田间试验建立不同冬小麦群体,分析冬小麦群体动态变化特征对产量的影响,并提出冬小麦群体参数优化设计的方法。研究结果表明:产量的形成与干物质最大积累速率、干物质快速增长的延续点及叶面积指数(LAI)动态变化特征参数相关,所建立的关系模型达到极显著水平(P0.01),对模型进一步用独立样本进行配对t检验,模拟值与实际值差异不显著(P0.05);冬小麦参数设计中,不同时期的干物质积累、LAI变化和群体生长特征参数的范围以及产量与群体的关系构成约束条件;该方法能定量描述冬小麦群体最优的生长动态过程,且灵活方便。本方法能为作物生产管理中合理群体结构的构建提供理论分析手段。     

分布方式和不同穗型对水稻群体若干性状动态变化的影响

直立穗品种辽粳326(A1)在群体叶面积指数动态变化、群体叶片开张角度的动态变化、群体消光系数的动态变化等方面均比弯曲穗品种奥羽316(A2)有优势;无序分布(B1)在群体叶面积指数动态变化、群体叶片开张角度的动态变化、群体消光系数的动态变化等方面均比有序分布(B2)有优势。     

由光谱反射率估算玉米植冠的APAR

在玉米生长期中,作了11次野外地物反射光谱的测试,测量了玉米植冠的叶面积指数。引用玉米植冠叶面积指数和它截取光合有效辐射系数(APAR)之间的理论公式和经验公式,用实测的玉米植冠的叶面积指数,计算出它吸收光合有效辐射系数,再分别求出玉米植冠的 RVI、ND、PVI、GN 光谱指数和玉米植冠吸收光合有效辐射系数间的抛物线回归方程。得出的结论是,在20个回归方程中,利用 GN 光谱指数,并使用回归方程 APAR=0.2792+6.187GN-13.38GN~2来估算玉米植冠吸收光合有效辐射系数 APAR 是最可靠的。     

水稻冠层光截获与叶面积和产量的关系

【目的】旨在解析水稻(Oryza sativa L.)冠层光合有效辐射(PAR)截获量及其分布与叶面积和产量的关系。【方法】以2个不同株型水稻品种为材料,设置高、中、低3个施氮水平,构建不同的群体冠层结构,于拔节至成熟期系统测定水稻冠层PAR截获量及其分布、以及叶面积和产量。【结果】水稻群体向上累积叶面积指数的垂直分布呈S型曲线,符合Logistic方程(R20.99);抽穗期、抽穗后17d和成熟期的冠层最大叶面积密度分别出现在0.53、0.56和0.60的相对冠层高度左右;随生育进程的推进,冠层上中部的相对叶面积密度呈递增趋势,而冠层下部的相对叶面积密度呈递减趋势。PAR截获率(FIPAR)与向下累积叶面积指数之间的关系可用方程FIPAR=α×(1-e-K×LAI)来定量描述(R20.86);消光系数K随生育进程的推进而递减,其日变化表现为早晚较高、中午较低。冠层PAR截获量(AIPAR)随生育进程的推进呈多峰分布,最高峰出现在移栽后58-70d,即孕穗至抽穗期,且随施氮量的增加而增大;在典型晴天下,冠层PAR截获量的日变化呈单峰分布,最大值出现在11:00-13:00。【结论】水稻群体叶面积的垂直分布影响冠层光截获;水稻产量与PAR利用率呈正相关,而PAR转化率随PAR截获量的增加呈先增大后减小的趋势,因此维持一定的漏光损失量对水稻高产有利。     

玉米闽糯0018的高产群体结构

闽糯0018群体结构试验表明:种植密度为6.0万株.hm-2时,群体叶面积发展动态合理,净同化率与叶面积系数最高,生育期内干物质积累量最大,库源比及经济系数较合理,产量及产量性状表现最优,有效调控各个时期的群体叶面积,对中后期干物质的积累以及产量的形成有重要影响。     

更新修剪对苹果树冠结构及果实品质的影响

利用LAI-2000冠层分析仪测定渭北高原果园盛果末期苹果树冬季更新修剪和长放修剪(对照)后的叶面积指数(LAI)、冠层开度(DIFN)、平均叶倾角(MTA)、消光系数(K),更新修剪和长放修剪苹果树的果实产量、果实品质。结果表明,更新修剪显著提高叶面积指数和平均叶倾角,略微提高消光系数,显著降低冠层开度。更新修剪显著提高果实产量、单果质量、果形指数、有机酸质量分数及经济产值,对果实着色、可溶性固形物、可溶性糖、硬度、Vc等无显著影响。渭北高原盛果末期苹果树应采用更新修剪。     

行距配置对晋中晚熟冬麦区群体冠层结构的影响

为了研究晋中晚熟冬麦区不同行距配置对不同穗型冬小麦群体冠层结构的影响,选用2种不同穗型品种,在播量一致的前提下,分别采用10 cm和20 cm两种行距配置,研究群体叶面积指数(LAI)、群体平均叶倾角(MLIA)、群体直接辐射透过系数(TCRP)、消光系数(K)和产量的差异。结果表明：与20 cm (B6)行距配置相比,采用10 cm (B3)行距配置提高了2个小麦品种全生育期总LAI值、灌浆中期K和产量;降低了2个小麦品种开花期和灌浆期的MLIA。多穗型品种全生育期总LAI值高于大穗型品种。B3处理的2个生育时期MLIA表现为A1>A2。随着天顶角增加,各处理TCRP均呈现逐渐减小的趋势。大穗型品种‘山农9-1’(A1)B3处理的TCRP均值和极差均较B6减小,且均值差异显著。多穗型品种‘山农9801’(A2)B3处理TCRP均值和极差均较B6增加,均值差异不显著。B3处理对多穗型小麦的增产作用更明显。B3行距配置改善了晋中晚熟冬麦区群体冠层结构,适用于北方晚熟冬麦区。     

冬小麦轮选987的生育特性及节水高产栽培技术研究

[目的]明确冬小麦轮选987的高产潜力。[方法]在河北省定兴县大田限水条件下,对冬小麦轮选987群体生长发育动态及节水高产栽培技术进行了研究。[结果]轮选987在有机质18.3g/kg,碱解氮105.0mg/kg,速效磷26.0mg/kg,速效钾104.0mg/kg的试验地上种植,全生育期只灌3水,实现了8352.7kg/hm^2的产量水平,产量构成因素为：总穗数792.8万/hm^2,穗粒数26.4粒,千粒重45.7g。主要群体指标为：孕穗期叶面积指数达最高值,平均为6.90,开花后叶面积指数缓慢下降;生物产量为19172.7kg/hm^2,经济系数为0.436。[结论]轮选987品种适应性强,增产潜力大,适宜在河北省定兴县及保定市北部冬麦区进行推广种植。