田间小麦叶片无损监测方法的实现及旗叶几何表型定量

[目的]对田间小麦叶片进行无损监测,从数字图像处理的途径探讨田间小麦旗叶几何表型的测试方法,以期建立小麦旗叶几何表型与氮肥管理的关系。[方法]以宁麦13为试验材料,对其进行不同的氮肥处理,并采用数码相机及辅以数字图像处理的技术手段,探讨小麦旗叶的叶面积、长度和平均宽度与施氮量的关系。[结果]肥料处理是影响小麦旗叶几何表型的重要环境因子,不同的氮处理可令旗叶面积变化达4倍,小麦旗叶长度也可从15.87 cm增长到25.33 cm,因此小麦旗叶几何表型是鉴定前期肥料供应量的显著特征。旗叶表型与氮处理之间的高精度拟合关系表明该无损检测技术是研究小麦田间表型、氮肥及环境因子响应规律的可靠技术手段。[结论]该研究表明使用带标尺刻度的动态背景板数字图像处理技术是获取田间无柄及小叶作物几何表型的有效手段,其为田间条件下作物叶片器官生长动态的无损监测提供了一个可行的技术方案。     

基于消费级无人机搭载数码相机监测小麦长势状况研究

[目的]本文旨在探究消费级无人机搭载数码相机更好地用于小麦长势快速监测。[方法]于2015—2017年开展涉及2个小麦品种和4个施氮水平处理的田间小区试验,在小麦关键生育期采用大疆精灵3专业版无人机自带的数码相机获取试验区数码影像,并提取6种颜色指数,同步取样并测定叶面积指数、叶片干物质量及叶片氮积累量等小麦长势信息,在小麦抽穗前、后及全生育期分别运用指数函数和随机森林算法定量分析长势信息与颜色指数的关系。[结果]在小麦各生长阶段,指数函数模型表现较好,可见光大气阻抗指数(visible atmospherically resistant index,VARI)、超红指数(excess red index,ExR)和归一化绿减红差值指数(normalized green minus red difference index,NGRDI)与叶面积指数、叶片干物质量和叶片氮积累量的相关性均表现较好,继而分别建立了基于VARI、ExR和NGRDI的叶面积指数(R~2=0.71～0.82)、叶片干物质量(R~2=0.42～0.71)和叶片氮积累量(R~2=0.52～0.76)的指数函数监测模型。独立试验数据的检验结果表明:在抽穗前及全生育期,ExR(R~2=0.45～0.70和0.42～0.62)监测模型估测的叶面积指数、叶片干物质量和叶片氮积累量与实测值拟合性更好,在抽穗后期,VARI(R~2=0.68～0.72)监测模型估测效果更好。[结论]结合小麦各生长阶段指数函数监测模型,利用无人机搭载数码相机可以快速无损监测小麦长势状况。     

不同底肥运筹对稻茬小麦产量构成及氮素利用率的影响

[目的]研究不同底肥施用量对肥力较低的滨海黏质脱盐土条件下的稻茬麦产量构成和氮肥吸收利用率的影响。[方法]采用随机区组试验设计,以苏北地区主要栽培品种之一的淮麦28为试验材料,研究了稻茬麦底肥用量对小麦茎蘖动态、产量结构、花后旗叶SPAD值动态变化、旗叶面积及氮肥吸收利用率的影响。[结果]较高磷肥投入对小麦茎蘖动态变化、产量结构、花后旗叶SPAD值、叶面积、氮肥利用率均有明显促进作用,以尿素150 kg/hm~2+磷酸二胺300 kg/hm~2小麦产量和经济效益最高。[结论]在肥力较低的滨海黏质土壤条件下,应该重视氮、磷肥平衡施用,充分发挥作物的生产潜能。     

浙江省慈溪市2种卫矛属常绿灌木的叶片生长分析

[目的]为大叶黄杨与金边黄杨的培育与研究提供参考。[方法]以浙江省慈溪市内的卫矛属大叶黄杨及其变种金边黄杨为研究对象,分析了叶片长度和宽度、面积和生物量的生长规律,比较2种植物叶片在生长上的差异。[结果]2种植物的叶片有着相似的数量特征,大叶黄杨叶片长度为39．5±8．6cm,宽度为22．2±5．8cm,叶面积为635．1±274．6cm＾2,叶生物量为0．046±0．024g;金边黄杨叶片长度为37．2±8．6cm,宽度为18．8±4．4cm,叶面积为499．8±207．8cm^2,叶生物量为0．03±0．016g。大叶黄杨叶片的宽度与长度呈极显著直线函数关系,金边黄杨叶片则为极显著对数函数关系;二者的叶生物量与叶面积均呈极显著的幂函数关系,呈现异速生长规律。[结论]大叶黄杨和金边黄杨成株叶片在叶长、叶宽、叶面积及叶生物量等数量性状均具有较大的表型可塑性。     

基于光谱角指数小麦冠层叶片特征差异估测研究

[目的]为利用高光谱技术实现作物氮素营养状况无损快速监测提供途径.[方法]通过不同品种小麦不同氮素水平试验,分析小麦不同氮素营养状况下,叶片叶绿素含量与叶面积指数、冠层光谱角的关系,定量分析光谱角指数,并建立相关模型对小麦氮素营养状况进行实时监测.[结果]冠层光谱角指数与差值叶绿素含量和差值叶面积指数的相关性最高为0.919 7,两者之间建立的模型决定系数为0.739 2,0.617 8,具有很好的拟合效果.[结论]利用光谱角可以监测小麦叶片叶绿素及叶面积差异,在此基础上进行小麦氮素营养监测是可行的.     

小麦微核心种质旗叶形态性状的遗传分析

以262份小麦微核心种质为试验材料,对其进行2年2点共4个环境型的旗叶形态性状（长度、宽度、长宽比、叶面积）表型鉴定,并分析了旗叶形态性状与籽粒千粒重的相关性。结果表明,旗叶形态性状数值均呈单峰的偏正态分布。旗叶长度、宽度、长宽比、叶面积变异幅度分别为10.41～39.31 cm、0.83～2.32 cm、7.83～28.38、7.61～61.00 cm²。不同环境型和基因型下的旗叶形态性状均差异极显著。旗叶长度、宽度、长宽比、叶面积遗传力分别为89.44%、39.51%、90.18%、95.17%。旗叶长度、叶面积与千粒重呈极显著负相关,旗叶宽度与千粒重呈显著正相关。该研究为进一步利用微核心种质发掘与小麦旗叶性状相关的新基因位点提供基础数据资料,并为小麦旗叶形态的分子遗传改良奠定基础。     

缺氮对烤烟叶片性状与叶绿素含量的影响

[目的]分析缺氮条件下烤烟叶片性状变化特征,明确叶片性状与叶绿素含量的关系,为优化烤烟氮肥管理策略提供理论依据.[方法]采用大田试验,以云烟87为材料,设置对照施肥和不施氮肥2个处理,在移栽90 d后比较不同处理叶片性状特征(包括叶片干重、叶面积、比叶重、叶片厚度、叶片密度、叶长、叶宽)和叶绿素含量的差异,分析叶片性状和单位面积叶绿素含量以及单位质量叶绿素含量间的关系.[结果]在缺氮条件下,烤烟中、上部叶的叶片干重、叶面积、比叶重、叶长、叶宽和单位面积叶绿素含量减小,叶片厚度无显著变化.下部叶的叶面积和叶片厚度显著减小.单位叶面积叶绿素含量与比叶重和叶片厚度呈极显著正相关,单位质量叶绿素与叶片厚度呈极显著正相关.[结论]不施氮肥影响了烤烟叶片性状,烤烟通过减小叶面积保持叶片厚度来提高叶绿素含量.     

冬小麦绿叶面积动态变化影响因子的研究

叶片是进行光合作用的主要器官，作物产量的高低与其叶片的面积、作用的时间都有重大的关系。试验设栽培模式、施氮量和播种密度3个因子。研究发现：小麦叶面积通过影响产量构成可显著影响其产量。但是，叶面积过大，特别是旗叶面积和上二叶面积过大时，易造成群体郁蔽，导致单位面积穗数减少，引起籽粒产量降低。因此，研究不同栽培模式、施氮水平和播种密度对冬小麦分蘖及其叶面积动态的影响具有重要意义。该试验结果表明：覆膜栽培模式单株绿叶面积最大，为234.66cm^2/单株；从增加绿叶面积角度考虑，以施氮、覆膜和低密度播种处理在挑旗期叶面积最大；氮肥的影响效果大于栽培模式和播种密度。     

氮肥运筹对小麦旗叶光合生理性状调控的研究

研究了大田条件下氮肥运筹对郑麦9023旗叶生理及光合作用的影响。结果表明,等氮量不同追氮时期条件下,以孕穗期追施氮肥(60%)处理的叶绿素和氮含量最高,硝酸还原酶(NR)活性最强,并且该处理旗叶的净光合速率(Pn)较拔节期、返青期追施氮肥及氮肥全部底施处理分别提高了5.8%、17.2%和38.5%。由此可知,小麦生产上少施基肥,中后期适当重施追肥,不仅有助于旗叶叶绿素和氮含量的同步增加及硝酸还原酶(NR)活性的改善,而且有利于叶片净光合速率的提高,防止叶片早衰。     

水氮耦合对小麦旗叶光合特性及籽粒产量的影响

在盆栽条件下,以旱地小麦品种‘长旱58’为材料,研究水氮耦合对冬小麦旗叶主要光合特性及小麦籽粒产量的影响。结果表明,在2种水分处理下小麦旗叶的叶绿素SPAD值、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)及产量等都随氮肥施用量增加而增加,氮肥主要通过影响小麦旗叶Pn和小麦的穗数、穗粒数来影响产量。在不施氮(N0,0g·kg-1)及正常施氮(N1,0.2g·kg-1)处理下,中度水分胁迫(W2,土壤含水量为田间持水量的50%~60%)处理的小麦旗叶的光合速率及产量大于充分灌溉处理(W1,土壤含水量为田间持水量的70%~80%),而在高氮(N2,0.4g·kg-1)处理下则相反。说明,适度水氮运筹会提高小麦旗叶光合能力及籽粒产量形成,主要表现为粒质量的增加。     

行距和氮肥运筹对烟农19号小麦旗叶衰老生物学特性的影响

[目的]为烟农19号小麦栽培提供依据。[方法]以烟农19为试材,研究了行距、基肥和追肥比例对其过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和旗叶叶绿素含量的影响。[结果]行距、氮肥基肥和追肥比例及其互作效应对POD和SOD活性,旗叶MDA和叶绿素含量均有明显影响;行距为16 cm时,基肥和追肥比例为4∶6的处理,小麦POD、SOD活性和叶绿素含量始终最高,MDA含量最低。行距为20、24 cm时,基肥和追肥比例为5∶5的处理,小麦POD、SOD活性均较高;行距为20 cm、基肥和追肥比例为5∶5的处理,小麦POD、SOD活性、叶绿素含量始终比其他处理高,MDA含量始终最低。[结论]行距为20 cm、氮肥基肥和追肥为5∶5时,烟农19的栽培效果最好。     

小麦叶片性状与主要农艺性状的相关性研究

[目的]研究小麦叶片性状与主要农艺性状的相关性,为培育高产、优质的冬小麦新品种提供理论参考。[方法]以16个品种（品系）为试材,采用相关分析方法,对小麦叶片性状与主要农艺性状之间的相关性进行统计。[结果]小麦叶片性状与主要农艺性状之间存在着不同程度的相关性。小麦旗叶长与小穗数、抽穗期、开花期呈极显著负相关（r=-0.674 5,r=-0.716 6,r=-0.700 7）,与穗粒数呈显著正相关（r=0.558 0）;旗叶面积与穗粒数呈极显著正相关（r=0.623 8）。倒二叶长与株高呈极显著正相关（r=0.627 7）;倒二叶宽与单穗重呈显著正相关（r=0.500 7）;倒二叶面积与株高、穗粒数呈显著正相关（r=0.512 6,r=0.561 8）。倒三叶宽与不孕小穗数、抽穗期、开花期呈显著正相关（r=0.565 6,r=0.502 5,r=0.501 9）;倒三叶面积与抽穗期、开花期呈显著正相关（r=0.614 3,r=0.522 3）;与产量负相关不显著（r=-0.466 9）。[结论]小麦植物体呈塔状长相,旗叶适当缩短,倒二叶长度适中,倒三叶适当加长,这样的结构有利于提高小麦的光合效率和籽粒产量。     

限水灌溉与施氮时期对小麦旗叶光合作用及产量性状的影响

[目的]为实现小麦优质高产节水省肥提供科学合理的水氮运筹模式。[方法]在大田条件下,研究灌水次数及施N时期对小麦旗叶Pn、叶绿素荧光参数及产量的影响。[结果]灌水次数对旗叶Pn、Fv/Fo、Fv/Fm、qP、qN及产量的影响均达到显著或极显著水平,且不灌水与灌水处理间差异较大;N肥全部基施与返青期追施（40%）处理间旗叶的Pn、Fv/Fo、Fv/Fm、qP和qN差异不大,但2个处理的光合参数与产量均明显低于拔节期或孕穗期追施（40%）处理。[结论]灌水次数与施N方式对Pn、叶绿素荧光参数及产量性状的调控存在显著的互作效应,其中以W2N4处理组合效果最好。     

限水灌溉与施N时期对小麦旗叶光合作用及产量性状的影响（摘要）

[目的]实现小麦优质高产节水省肥提供科学合理的水氮运筹模式。[方法]在大田条件下,研究灌水次数及施N时期对小麦旗叶Pn、叶绿素荧光参数及产量的影响。[结果]灌水次数对旗叶Pn、Fv/Fo、Fv/Fm、qP、qN及产量的影响均达到显著或极显著水平,且不灌水与灌水处理间差异较大;N肥全部基施与返青期追施（40%）处理间旗叶的Pn、Fv/Fo、Fv/Fm、qP和qN差异不大,但2个处理的光合参数与产量均明显低于拔节期或孕穗期追施（40%）处理。[结论]灌水次数与施N方式对Pn、叶绿素荧光参数及产量性状的调控存在显著的互作效应,其中以W2N4处理组合效果最好。     

冬小麦不同叶层净光合速率对无机营养的响应特点

[目的]研究冬小麦不同叶层净光合速率(Pn)对无机营养的响应特点。[方法]在大田试验中,以小麦品种藁8901、石4185、河农341和河农859为材料,测定3种施肥条件(不施氮、N225 kg/hm2和N225 kg/hm2+P2O5150 kg/hm2)下小麦不同叶层的净光合速率(Pn)。[结果]3种施肥条件下,4个小麦品种顶部第1、2叶的Pn从拔节至开花后20 d大致呈单峰曲线变化,最高值出现在挑旗至开花期;顶部第3叶在拔节至挑旗和抽穗至开花出现2个高值,且Pn低于顶部第1、2叶。施氮和氮磷配合施用条件下各品种叶片Pn的最高值和平均值均高于不施氮处理。[结论]施肥尤其是施氮肥可提高冬小麦品种叶片的光合能力。     

高产小麦旗叶与穗粒重关系的研究

[目的]为高产小麦新品种的选育提供依据。[方法]以12个高产冬小麦新品种(系)为试验材料,研究了密植条件下小麦旗叶与穗粒重及构成因子的关系。[结果]12个供试品种的旗叶长、宽和面积与穗粒重、穗粒数均呈正相关,与千粒重呈负相关,其中旗叶宽、面积与穗粒数达极显著正相关。穗粒数、千粒重与穗粒重呈正相关,穗粒数对穗粒重的作用大于千粒重,穗粒数与千粒重呈负相关关系。旗叶长、宽对穗粒重、穗粒数、千粒重的直接影响均为负值,旗叶面积对穗粒重、穗粒数、千粒重的直接影响最大,旗叶宽的间接影响大于旗叶长的间接影响。[结论]旗叶面积是影响穗粒重及其构成因子的重要因素。穗粒数对穗粒重的贡献最大,在育种中提高穗粒数应注意选择旗叶的宽与面积。     

穗肥运筹对淦鑫688源库特征和N肥效益的影响(英文)

[目的]探讨前N后移对超级稻组合淦鑫688源库特征的影响。[方法]以超级稻组合淦鑫688为试验材料,测定其源器官性状(叶面积指数,叶重,叶绿素含量,剑叶光合速率,茎鞘干物质积累及输出)及产量,并研究了氮肥运筹对源库关系,产量及N肥利用的影响。[结果]适量N肥后移有利于优化群体质量、协调源库关系、增强叶片功能、延长叶片功能期、提高N肥利用效益。抽穗后,叶面积指数和叶绿素含量随穗肥用量的增加而提高,且其下降速率随穗肥用量增加而减缓。适量增施穗肥,可延长下位叶功能期、提高抽穗期茎鞘物质贮藏量、总库容量和单位叶面积承载的库容量、提高成穗率和结实率、减少籽粒库对茎鞘物质的需求量、提高植株抗倒伏能力,还能提高N素的物质生产力和稻谷生产力,提高N素吸施比和N素总积累量。对于淦鑫688而言,在施N量为175-205kg/hm2时,穗肥用量以占总施N量的40%～45%为好。[结论]该研究为超级稻建立协调的巨库强源关系而制定合理高效的施N策略提供了依据。     

氮肥不同基追比对郑麦004生理生态特性的影响

[目的]为郑麦004的大面积推广种植和产业化开发提供理论依据。[方法]以优质弱筋小麦品种郑麦004为材料,在其他条件一致的情况下,对其施以不同的氮肥处理（氮肥基追比分别为7∶3、5∶5、3∶7）,研究不同处理对小麦生理生态特性的影响。[结果]氮肥基追比为5∶5的处理郑麦004生育期间的株高、叶面积、旗叶光合速率、叶绿素含量等生理生态指标均有利于产量的形成,该处理小麦产量最高,为8917.5kg/hm2,显著高于其他处理;氮肥基追比为3∶7的处理小麦各生理生态指标和产量次之。[结论]在施氮量一定的条件下,氮肥在一定程度上后移有利于提高郑麦004的产量,且后移比例为5∶5时效果最好。