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利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对三峡库区消落带土壤淹水条件下香附子光响应过程的测量数据进行了重新拟合,分析了不同光响应模型对香附子的适用性及香附子主要光响应参数对土壤淹水的适应规律。结果表明,非直角双曲线模型对常规水分管理组（CK）香附子植株光响应过程的拟合效果要优于直角双曲线模型和直角双曲线修正模型,而直角双曲线修正模型对淹水组（T1）香附子植株光合响应过程的拟合效果要优于其他2种模型。光响应参数的拟合效果则表现为:非直角双曲线模型对LCP和Rd的拟合效果最佳,直角双曲线修正模型对LSP和Pnmax的拟合效果最佳,而直角双曲线模型对这些光响应参数的拟合效果最差。受水淹影响,香附子的光合能力以及光适应能力减弱,出现了不同程度的光抑制现象,水淹90 d后,T1处理香附子植株叶片LCP和Rd分别比对照增加了56.9%和43.1%,而叶片LSP和Pnmax分别比对照降低了52.3%和 47.4%。 相似文献
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[目的]探讨洋姜的最佳光响应曲线拟合模型,为洋姜的生理生态研究提供参考。[方法]以洋姜为试验材料,采用Li-6400光合仪测定洋姜的光响应曲线。[结果]综合比较洋姜光响应各模型对应的拟合情况及估计的相关生理数据,得出直角双曲线改进模型(MRH)优于非直角双曲线模型(NRH)、直角双曲线模型(RH)、指数改进模型(MEM)与指数模型(EM)。根据MRH计算出洋姜最大净光合速率(Pmax)与饱合光强(LSP)分别为27.98μmol/(m~2·s)和1 998.78μmol/(m~2·s),均与实测值最接近。[结论]洋姜光响应的最佳拟合模型为MRH。 相似文献
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为利用数学模型拟合金边瑞香光响应曲线来探究金边瑞香光合特性,比较分析了指数函数模型、直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和非直角双曲线模型模拟金边瑞香的光响应曲线的拟合度,同时比较了不同遮阴条件下金边瑞香的光响应曲线和光合特性。结果表明,4种典型的光响应模型中直角双曲线修正模型适用于金边瑞香光响应曲线模拟,且决定系数在0.99以上。综合分析比较数据,直角双曲线修正模型对金边瑞香光响应曲线拟合效果最好,在高强光条件下,结果更加准确,可作为拟合金边瑞香的光响应曲线。此外,一定的遮阴有利于金边瑞香光合利用。 相似文献
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为筛选出欧洲鹅耳枥(Carpinus betulus)及其4个品种(Carpinus betulus‘Albert Beekman’、Carpinus betulus‘Frans Fontaine’、Carpinus betulus‘Lucas’、Carpinus betulus‘Fastigiata’)光响应曲线拟合的最优模型,并找出北京和南京两地光合能力较强的品种,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型及直角双曲线修正模型对欧洲鹅耳枥及其4个品种在北京和南京两地的光响应曲线进行拟合。研究发现,(1)欧洲鹅耳枥及其4个品种光响应模型拟合效果依次为直角双曲线修正模型非直角双曲线模型直角双曲线模型;(2)北京地区欧洲鹅耳枥及其4个品种的光合能力由强到弱依次为C.betulus‘Fastigiata’C.betulus‘Albert Beekman’C.betulus‘Lucas’C.betulus‘Frans Fontaine’C.betulus,南京地区光合能力由强到弱依次为C.betulus‘Fastigiata’C.betulusC.betulus‘Lucas’C.betulus‘Albert Beekman’C.betulus‘Frans Fontaine’。(3)C.betulus‘Lucas’、C.betulus‘Fastigiata’和C.betulus更适宜在南京地区生长,而C.betulus‘Albert Beekman’、C.betulus‘Frans Fontaine’更适宜在北京地区生长。 相似文献
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以濒危植物桫椤为研究材料,使用Li-6400便携式光合测定系统测定光合-光响应曲线,应用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和修正的直角双曲线模型3种模型进行模拟研究,并探讨不同模型对桫椤光响应及CO_2响应中的适用性。结果表明:采用修正直角双曲线模型拟合的桫椤光响应参数为0.077,Pnmax、Iisat、Ic、Rd分别为8.162、917.96、16.021、-0.975μmol/m2·s,CO_2响应参数为0.035,Cisat、Pmax、Γ、RP分别为1577.624、14.170、61.666、-2.028μmol/m2·s。修正直角双曲线模型能很好地拟合桫椤的光响应及CO_2响应数据,并能较准确地直接计算出光合参数,同时能很好地处理桫椤产生光抑制部分的光响应数据,高光强下直角双曲线模型和非直角双曲线模型不能处理光抑制问题。修正直角双曲线模型下光饱和点和CO_2饱和点高于直角双曲线模型和非直角双曲线模型,最大净光合速率表现相反。光补偿点、暗呼吸速率、光呼吸速率和CO_2补偿点介于直角双曲线和非直角双曲线模型之间,修正直角双曲线模型模拟值与实测值最接近。桫椤具有一定的耐阴性,能适应一定低光照的环境条件,对CO_2的适应范围较宽。修正直角双曲线模型是拟合桫椤光合-光响应曲线的理想模型,该模型能较好地对桫椤植物光能利用效率进行模拟,为桫椤植物的有效保护提供参考。 相似文献
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为了探明艾纳香光响应特征及其最大净光合速率、光饱和点等光合参数,从而为艾纳香优质苗木的培育及科学栽培提供理论依据,采用Li-6400光合作用测定系统对艾纳香一年生苗木叶片光响应进行了测定,并应用4种光响应经验模型对艾纳香叶片光响应曲线进行拟合。结果表明:1)直角双曲线、非直角双曲线及指数函数模型不能求取艾纳香最大净光合速率和光饱和点的解析解,而结合其他方法拟合的相应值与实测值有显著差异,同时也不能处理发生光抑制的光响应数据;2)修正的直角双曲线模型拟合的各项光合参数均比较准确,同时也能很好地处理艾纳香发生光抑制的光响应数据;3)经修正的直角双曲线模型拟合的艾纳香最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率和初始量子效率分别为19.00μmol/(m2.s)、1 866.15μmol/(m2.s)、33.56μmol/(m2.s)、-2.07μmol/(m2.s)和0.066。结论:艾纳香光能利用能力和光合生产力较高,有一定的耐阴能力,对光照的适应范围较宽。 相似文献
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不同桉树无性系光响应曲线研究 总被引：13，自引：2，他引：11
分别应用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和叶子飘构建的新光响应模型对8个参试不同桉树无性系的光响应曲线进行拟合,比较它们之间的差异,找出最优模型,筛选高光效桉树优良无性系。结果表明,与直角双曲线和非直线双曲线模型相比,叶子飘新构建的模型拟合的效果更好,拟合的结果与实测值最为接近。新模型拟合的光响应曲线在达到饱和光强之后呈非线性缓慢下降,出现光抑制现象。而直角双曲线和非直角双曲线模型拟合的光响应曲线在强光下光合曲线仍呈现不断上升的趋势,与超过饱和光强后光合速率下降的预期和事实不符。新模型拟合得到的φ0、φc0、φc三个参数不相等,这表明新模型可以处理在低光照强度条件下的光响应问题。以新模型拟合的8个桉树无性系的光响应曲线特征参数作为参考值,综合各参数,在8个桉树无性系中,无性系1号在光合上为表现较优良的无性系。 相似文献
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分析了施氮量对米槁幼苗光响应曲线的影响。采用砂培法,设置4种不同的氮素浓度,利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型等6种模型对米槁叶片进行光响应曲线拟合。此外,也对相关光合参数的响应过程做了探讨。结果表明,在不同氮素处理下,修正模型拟合的各项光合参数结果与实测值比较接近。其中,在N3处理下,米槁幼苗LSP(1 722.041 μmol·m-2·s-1)、Pnmax(8.295 μmol·m-2·s-1)、AQE(0.027 μmol·m-2·s-1)均大于其他处理,LCP(13.769 μmol·m-2·s-1)小于其他处理;且随着施氮量的增加,米槁叶片叶绿素含量、净光合速率Pn、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr呈增大的趋势,胞间CO2浓度Ci呈下降的趋势。因此,增施氮量能够显著改变米槁对光的适应幅度,提高叶片光能利用率。 相似文献
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【目的】提出一种优化模型精度的机器学习网格搜索方法,解决滴灌玉米光合响应曲线模型参数确定难、精度低等问题,为滴灌玉米光合生理机制及光合响应特征提供新思路。【方法】2017年和2018年以宁夏玉米主栽品种（TC19）为试验材料,设置6个施钾水平（0（K0）、90 kg·hm -2（K1）、180 kg·hm -2（K2）、270 kg·hm -2（K3）、360 kg·hm -2（K4）、450 kg·hm -2（K5））,使用Li-6400XT光合仪测定不同钾肥水平下玉米吐丝期光响应曲线。运用机器学习网格搜索法和非线性回归分析法对基于直角双曲线修正模型的光响应曲线进行拟合。选取决定系数（R 2）、均方根误差（RMSE）及平均绝对误差（MAE）对模型精度进行评价。【结果】在玉米吐丝期,叶片光合参数Pn、Tr和Gs随施钾量的增加呈先增大后减小的趋势。拟合评价结果表明,在K0和K1处理下机器学习方法计算效果优于传统方法,R 2均大于0.991,RMSE均小于1.487,MAE均小于1.350。在K2—K5处理下,2种方法拟合效果相当,R 2均大于0.993,RMSE均小于0.952、MAE均小于0.860。最优拟合方法（网格搜索法）对光响应特征参数计算结果表明,α、Pnmax、Rd、LSP和LCP的变化趋势与其光合参数相似。在施钾量为360 kg·hm -2（K4）时,各光响应特征参数均达到最大,在450 kg·hm -2（K5）时出现光抑制现象。【结论】基于机器学习的网格搜索法可准确地拟合宁夏滴灌玉米光响应特征,且施钾量为360 kg·hm -2时玉米光合性能达到最佳。 相似文献
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【目的】通过探索生长期肉用绵羊的甲烷（CH4）排放规律,旨在建立相关的CH4预测模型。【方法】采用单因素试验设计,以饲粮NFC/NDF（非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维）为0.78自由采食组的平均日增重作为饲粮NFC/NDF为1.03组和2.17组的限饲标准,在此基础下测定肉用绵羊的生长性能、营养物质消化率和甲烷产量,并分析肉用绵羊不同体重阶段的甲烷产量与饲粮干物质基础下的营养物质含量、营养物质摄入量、可消化营养物质摄入量及营养物质消化率间的回归关系。【结果】预测肉用绵羊生长早期（25—35 kg）CH4产量的最佳一元和多元回归模型分别为：CH4（L·d -1）= -26.58×NFC/NDF + 92.7（R 2 = 0.772,P <0.001）;CH4 (L·d -1)=2.71×NDFD-2.45×DMD-0.97 CPD+124.46（R 2=0.846,P=0.001）。预测肉用绵羊生长后期（48-55 kg）CH4产量的最佳一元和多元回归模型分别为：CH4 (L/d)=-57.00×GE (MJ·kg -1)+1076.0（R 2=0.581,P=0.002）;CH4/BW 0.75(L/kg 0.75)=-0.013×NDF intake (g/d)-0.13×CP intake (g/d)+0.02×DM intake (g/d)+0.84（R 2=0.652,P=0.019）。而肉用绵羊生长期整体CH4产量的最佳一元和多元预测模型分别为：CH4(L/d)=-26.94×NFC/NDF+90.71（R 2=0.655,P <0.001）;CH4/BW 0.75(L/kg 0.75)=0.005×Digestible NDF intake (g·d -1)+0.011×Digestible DM intake (g·d -1) - 0.097×Digestible CP intake (g·d -1)-4.78 （R 2=0.722,P <0.001）。 【结论】建立了肉用绵羊独立生长阶段（25—35 kg、48—55 kg）和整体生长阶段（25—55 kg）的CH4预测模型。研究表明,处于不同体重阶段的肉用绵羊的最佳甲烷预测因子不尽相同,且甲烷产量受饲粮NFC/NDF影响较大。这可为今后评估我国饲养模式下的甲烷产量提供理论依据,也可为肉用绵羊饲粮的合理配制提供技术参考。 相似文献
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LIU HuiFang HE Zheng JIA Biao LIU Zhi LI ZhenZhou FU JiangPeng MU RuiRui KANG JianHong 《中国农业科学》2019,52(17):2939-2950
【Objective】 This study proposed an optimized grid search method based on machine learning to solve the problem of model parameters of the photosynthetic light-response curve for drip-irrigated maize, which was often hard to determine and possesses low precision, so as to provide new ideas for photosynthetic characteristics and mechanisms of drip-irrigated maize in Ningxia. 【Method】 The experiment was conducted in 2017 and 2018 with the maize cultivar TC19, which was widely cultivated in Ningxia. Six levels of potassium application (0 (K0), 90 kg·hm -2 (K1), 180 kg·hm -2 (K2), 270 kg·hm -2 (K3), 360 kg·hm -2 (K4), 450 kg·hm -2 (K5)) were set, and the portable gas exchange system (Li-6400XT) was used to measure the light-response curves of maize under different potassium levels at silking stage. The grid search method based on machine learning and nonlinear regression analysis was used to revise the light response curve based on the right angle and hyperbolic correction model. The correlation coefficient (R 2), root-mean-square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) were used to evaluate the accuracy of the model. 【Result】 The results showed that the photosynthetic parameters (Pn), transpiration rate (Tr) and stomatal conductance (Gs) of maize leaves increased first and then decreased with the increase of potassium application rate. The results of fitting evaluation indicated that the calculation results of machine learning method under K0 and K1 were better than the traditional method, in which R 2 was greater than 0.991, RMSE and MAE were less than 1.487 and 1.350, respectively. The two methods have similar fitting effect under K2-K5, while R 2was greater than 0.993, RMSE and MAE was less than 0.952 and 0.860, respectively. The result of optical response characteristic parameter calculation by using the optimum fitting method (grid search method) showed that the trends of α, Pnmax, Rd, LSP and LCP were similar to their photosynthetic parameters. When the potassium application rate was 360 kg·hm -2 (K4), the light response characteristic parameters reached the maximum value, however, the light suppression phenomenon occurred at 450 kg·hm -2 (K5). 【Conclusion】 The grid search method based on machine learning could accurately fit the photo-response characteristics of drip-irrigated maize in Ningxia, and the photosynthetic performance of maize was the best when the potassium application rate was 360 kg·hm -2. 相似文献
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成龄枣树光合特性与光响应曲线模型 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】 不同灌溉定额条件下,研究红枣光合特性变化规律及适用于滴灌模式下红枣的光响应曲线模型,为红枣滴灌决策提供数据支撑和理论依据。【方法】 以新疆南疆阿克苏地区进行地表滴灌的6年生红枣树为研究对象,通过田间试验测定不同水分处理条件下的光合-光响应曲线。【结果】 6年生红枣在20、30 m3667 m2灌溉水量区间内,最大净光合速率呈递减趋势。拟合模型针对新疆南疆成龄枣树叶片适用性排序为直角双曲线修正模型＞非直角双曲线模型＞指数模型＞直角双曲线模型。通过对比分析4种不同模拟机制的模型。【结论】 在轻度水分胁迫条件下有利于提高净光合速率及水分利用效率;直角双曲线修正模型对于南疆成龄枣树叶片的适用性最好。 相似文献
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为探究灌木幼苗及不同测试终点对镉（Cd）毒害的抗性和敏感性差异,选取了12种常见的灌木植物,通过Cd对灌木幼苗毒害的水培试验,测定不同含量Cd处理［0（对照）、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0、32.0 mg·L-1］下植物的生长状况（表观毒害症状、株高、地上部鲜重和干重、根系生长状态）,比较不同测试终点稳定性,并运用Burr-Ⅲ模型制作物种敏感性分布图（species sensitivity distributions,SSD）,分析不同灌木幼苗对Cd的敏感性。结果表明,供试植物在Cd含量为1.0~4.0 mg·L-1时开始出现表观毒害症状;Cd对不同的植物地上部和根系毒害阈值差异较大,地上部干重减少10%（EC10）和50%（EC50）对应的毒性阈值变化范围分别为0.11（海桐）~1.30 mg·L-1（八角金盘）和2.58（金森女贞）~10.90 mg·L-1（八角金盘）,差异分别达到了11.8和4.2倍;根分支数对应的EC10和EC50变化范围分别为0.08（金森女贞）~1.27 mg·L-1（八角金盘）和2.40（金森女贞）~10.30 mg·L-1（八角金盘）,差异分别达到了15.8和4.3倍;不同测试终点的敏感性从大到小依次为根分枝数>总根长>总根表面积>总根尖数>地上部分干重>株高>地上部分鲜重,说明根系指标对Cd毒性更为敏感;基于地上部干重和根分支数的EC50数据得到的SSD表明,大部分植物的敏感性分布趋于一致,其中金森女贞和海桐对Cd毒害最为敏感,八角金盘为Cd毒害的抗性品种;同时,根据SSD得出保护95%林木品质不受Cd毒害的生态风险阈值HC5。 相似文献
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为揭示葛藤（Pueraria lobate）幼苗对低磷胁迫的适应机制，选取来自澳大利亚和我国湖南和江苏的3个不同种源的葛藤为试验材料，设置0.5（常磷）、0.05（低磷）和0.005 （极低磷） mmol·L-1 3种不同KH2PO4浓度处理，测定不同磷处理下3个不同种源葛藤幼苗的生长及生理响应。结果表明，0.05 mmol·L-1磷处理下，3个不同种源葛藤的根长、根表面积、根直径等根系指标和叶面积、叶周长等叶片指标均呈显著上升趋势（P<0.05），表明葛藤具有一定的耐低磷性；在0.005 mmol·L-1磷处理下，湖南和江苏葛藤的根系指标较澳大利亚葛藤受到了明显抑制，但湖南葛藤的叶片形态指标呈增长趋势。3个不同种源葛藤在低磷胁迫下的根和叶中脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量及抗氧化酶活性均显著增加（P<0.05），但可溶性蛋白含量下降。综上所述，澳大利亚葛藤的耐低磷能力强，具有较高的种植推广价值。 相似文献