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基于株型的水稻冠层光合生产模拟 总被引：2，自引：0，他引：2
利用基于冠层光分布的光合作用模型,以紧凑型和松散型2个不同株型水稻冠层为对象,通过设计不同的模型输入参数组合,定量分析了不同株型水稻冠层直接辐射消光系数的日变化特征、正午时刻直接辐射在冠层内的垂直分布特征、冠层内光合作用速率的垂直分布特征、不同辐射强度下冠层光合作用速率随叶面积指数的变化特征及其日变化等。结果表明,紧凑型的增产潜力依赖于较大的叶面积指数、叶片光合效能、太阳高度角和太阳辐射强度等。研究结果为水稻高产栽培及理想株型的优化设计提供了支撑。 相似文献
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不同滴灌带配置方式对棉花生长发育及产量的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
作物生长与产量形成的物质来源是光合作用产生的碳水化合物，不同配置方式具有不同的光强和光能利用率，群体光能利用效率直接与群体冠层结构相关，冠层结构的合理与否影响到棉花的光合特性，最终体现于棉花的生物学产量及光合产物在各器官中的分配比例。 相似文献
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橡胶树光合与干物质积累模拟模型研究 总被引：1，自引：0，他引：1
基于单叶光合速率的光响应模型和冠层光的分布规律,通过积分形式,构建了橡胶树冠层光合作用模拟模型。模型充分量化了光通量密度、温度、叶面积指数、单叶最大光合速率、光合作用特征参数、消光系数、群体反射率等因子对橡胶树冠层光合速率的影响。在分别确定了叶片和木质器官与环境因子作用关系的基础上,构建了橡胶树的群体呼吸作用模型。在橡胶树冠层的光合作用模型和群体呼吸作用模型的基础上,整合成橡胶树干物质积累模拟模型。模型经初步检验,结果表明模拟值与观测值吻合度较好,模型不仅具有较强的机理性而且具有较高的预测性和实用性。 相似文献
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棉花冠层不同尺度光能空间分布特征研究 总被引：6，自引：1，他引：5
【目的】棉花冠层光能空间分布是光能利用率高低的直接影响因素之一。为科学量化光能在棉花冠层的空间分布,本研究旨在分析冠层内光合有效辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)各分量的空间变化特征。【方法】用空间统计学方法分析了冠层不同空间点、线、面位置PAR的分布特征。【结果】盛花期棉花行间冠层PAR截获率整体变化呈"V"形,即棉行间PAR截获率低于棉行附近位置;高密度的群体冠层中下部PAR截获率纵向变化速率较缓,同时在距地面60 cm处PAR截获率横向变化幅度也较小;不同冠层区域的PAR截获率与密度呈正相关关系,且随播种后时间均呈现先增后减的变化趋势。【结论】适当增大种植密度可以提高群体PAR截获率。运用空间统计学原理精确定位定量分析冠层内PAR的分布,对合理配置棉花种植模式、研究群体株型结构、培育高光效品种具有指导意义。 相似文献
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栽培方式对玉米群体结构的调控效应 总被引：23，自引：0，他引：23
研究了不同栽培方式对春玉米群体结构调控效益的影响,旨在通过栽培方式的调控,构建合理的玉米冠层微环境,提高群体生产力,为玉米高产实践提供理论依据。试验结果表明:合理的宽窄行搭配(Tr3:76 cm×38 cm)与等行距种植相比较,株型下部平展,上部叶片紧凑,使玉米植株形态得到优化,有利于光的截获和光能的利用。增强了群体内的通风透光能力,在宽行和窄行测定中Tr3穗位下层的透光率分别比等行种植高76.1%和25.7%,穗位层的透光率与等行相比也有显著差异,辐射分布得到改善,尤其是增加了植株中下部的透光率,提高光能利用率;冠层内CO2浓度表现为穗位上部穗位下部穗位中部,宽窄行与等行距种植在穗位及穗位下层的CO2分布存在差异且达到显著水平。叶绿素、叶面积指数、光合势在花后维持在一个较高水平且后期下降缓慢,成熟期干物质积累量高于其他处理;而同为宽窄行处理,Tr1和Tr2由于空间水平结构配置不合理,个体间竞争激烈,导致光和CO2分布不合理,持绿性降低,叶片衰老加快,干物质积累不足,最终导致产量较低。 相似文献
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探究不同生育期玉米光温利用、物质生产和产量形成对密度的响应,以期为陕北灌区春玉米密植高产高效栽培提供理论依据。试验于2019—2020年以东单60 (中晚熟)和大丰30 (中早熟)为试验材料,设置45,000 (D1)、60,000(D2)、75,000 (D3)和90,000 (D4)株hm-2 4个种植密度,测定了叶面积指数、冠层光分布、物质生产与转运、光温利用和产量及其构成等指标。结果表明,大丰30和东单60分别在90,000株hm-2和75,000株hm-2密度下达到最高产量18,787.5kghm-2和16,953.0kghm-2,较低密度分别提高了37.7%和41.4%,且高产下大丰30籽粒含水率较东单60低11.5%。随着种植密度的增加,群体叶面积指数明显提高,上部冠层光能截获率显著增大,而中部冠层光能截获率显著下降且东单60降低幅度高于大丰30,下部冠层光能截获率无显著差异。对于光能辐射利用而言,大丰30花前截获的光合有效辐射和光能利用率较东单60分别高7.9%... 相似文献
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玉米株型与冠层光合作用的数学模拟研究——Ⅰ.模型与验证 总被引：11，自引：0，他引：11
建立了一个对冠层结构具有高分辨率的作物冠层光合作用模型.包括冠层结构模型、冠层光分布模型和叶面光合作用模型.将作物冠层按叶面积指数划分为若干层次.上下层次之间,水平面太阳辐照度按Monsi和Saeki的指数递减模型分布.冠层对太阳漫射光的消光系数由作物株型确定,对直射光的消光系数由株型和太阳位置确定.在同一层次中,作物株型按Ross-Nilson的叶倾角分布模型,将叶面位置划分为8个方位,6个倾斜角.设同一层中水平面辐照度相同,某一方位角和倾角的叶面直射光以太阳轨道方程确定.用玉米冠层的实测资料验证了辐射分布模型和叶片的光合作用模型.敏感性试验表明,模型对输入因子有良好的响应.本模型对冠层光合作用的理论研究、作物生长的数学模拟等有一定的意义. 相似文献
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玉米株型与冠层光合作用的数学模拟研究 总被引：4，自引：0，他引：4
用数值方法，分析了直立和平伸两种株型结构在冠层光分布，光合作用分布，冠层光合作用速度、光合作用日变化和光合日总量等方面的差异。指出叶面积指数越大，太阳辐射越强、太阳高度角越大（在纬度越低的地区或赤纬越高的季节），把一般株型改造成直立株型的增产潜力增大。对于叶片光合效能较高的区域，季节或品种，直立株型的增产潜力也较大。植株由一组具有各种倾斜角的叶片组成。理想株型的叶片分布函数随上述环境的和生理的因素 相似文献
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水稻不同穗型对冠层特征及群体光分布和物质生产的影响 总被引：19，自引：1，他引：19
研究了水稻不同穗型对冠层特征及群体光分布和物质生产的影响，结果表明，水稻不同穗型群体在光分布、消光系数；冠层形成与发展，以及干物质生产速率等方面存在明显差异，与半直立或弯曲穗型群体相比，在叶面积指数相同情况下，直立穗型群体的消光系数低，群体内部光分布比较均匀，因此，在叶面积较大时，直立穗型群体的干物质生产和产量高于半直立或弯曲穗型群体。但在叶面积指数较小时，弯曲穗型群体的光吸收量相对较多，更有利于 相似文献
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甬优系列籼粳杂交稻的冠层结构与光合特性 总被引：3，自引：0，他引：3
旨在阐明甬优系列籼粳杂交稻的冠层结构与光合特性。以甬优籼粳杂交稻(A)为研究对象,以三系杂交粳稻(B)、超级常规粳稻(C)和超级杂交籼稻(D)为对照,在机插高产栽培条件下,对不同类型水稻的叶片受光姿态和群体冠层光分布、光合特性系统比较研究。结果表明:(1)上3张叶片的长度、宽度表现为ABDC,叶基角表现为DABC,披垂度表现为DBCA。冠层上部叶面积密度表现为DABC,冠层下部叶面积密度表现为CBAD,最大叶面积密度表现为ADBC,最大叶面积密度出现的相对高度表现为DABC。冠层上部相对光照表现为ABCD,冠层下部相对光照表现为BACD,冠层平均相对光照表现为BACD,冠层消光系数表现为CDBA。(2)抽穗期群体叶面积指数、高效叶面积率均呈DABC趋势,有效叶面积率呈ABCD趋势;颖花/叶和实粒/叶均表现为ABCD。经济产量、生物产量均表现为ABCD,经济系数呈DCBA趋势;蜡熟期和成熟期剑叶的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、PSII的光化学效率及净光合速率呈ABCD趋势;抽穗至成熟期剑叶的MDA含量呈DCBA趋势,SOD、POD、CAT活性呈ABCD趋势。与其他3种类型水稻相比,甬优系列籼粳杂交稻的冠层结构与光合特性具有显著优势,这是甬优系列杂交稻产量潜力正常发挥的生态生理基础,也是进一步提高亚种间杂交稻群体生产力的重要途径。 相似文献
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不同氮素水平下双季稻株型与冠层内光截获特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文旨在阐明双季稻株型与冠层内光合有效辐射截获的时空分布特征。选用4个不同株型早、晚稻品种,设置4个不同施氮水平,系统观测其植株形态和冠层内光合有效辐射截获率(IPAR)的时空分布状况。结果表明,施氮水平对早、晚稻株高、穗长、叶长和叶基角均有显著影响,均表现为随施氮水平的增加而增大;早、晚稻孕穗期的分层叶面积指数(LAI)和向上累积LAI大于抽穗后12 d,分层LAI呈冠层中部大于上部和下部的分布特征,最大分层LAI出现在0.58相对高度处;冠层上中部分层LAI和向上累积LAI随施氮水平的增加而增大;向上累积LAI随相对高度呈S型曲线分布,可用Logistic方程定量描述(R~2 0.99);早、晚稻孕穗期的冠层IPAR大于抽穗后12 d,且随施氮水平的增加而增大,其日变化表现为正午较小,早晚较大;株型紧凑的早、晚稻品种,冠层IPAR低;冠层IPAR与向下累积LAI之间的关系可用方程IPAR=a (1-e~(-b×LAI))定量描述(R~2 0.88);冠层内IPAR的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上IPAR较低,光斑变化大,冠层下部水平面上IPAR较高,光斑变化较平缓,同一冠层高度水平面上的IPAR呈不均匀分布。研究结果可为双季稻高产栽培及理想株型的优化设计提供支撑。 相似文献
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本研究选择秋冬季日光温室黄瓜为研究对象,利用参数化方法构建了不同株距和行距处理的虚拟冠层结构模型,并在与光分布模型和光合模型相结合的基础上,模拟分析了株行距改变对冠层叶片分布、光截获以及光合速率的影响。模拟结果显示,株行距的增加,促进了冠层对光的透性,对方位角朝向北部和行内的叶片的光截获有明显促进作用,也使得叶片在北部和行内的分布频率显著增加。从单株平均光截获来看,改变株距和行距分别使单株光截获量提高了34.78%和23.18%。通过将光截获模拟结果与光合模型相结合,得到了冬季栽培的最优株行距,即45.70 cm(株距)及43.22cm(行距)。与传统的40×40 cm株行距栽培方式相比,最优株行距略有增加。本研究结果为功能结构模型在实际生产中的应用以及作物栽培株行距最优化设计提供定量化的决策依据。 相似文献
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转C4光合基因水稻及其在育种中的应用 总被引：18，自引：1，他引：17
按光合作用途径可将植物分为C3植物、C4植物和CAM植物,由于C4植物在高光强、高温和高氧分压的条件下,比C3植物具有较高的光合效率,作物生理和育种学家就试图用C4光合途径改造C3作物,以提高主要农作物如稻、麦和大豆等光合生产力,但通过常规杂交的方法难以奏效。近年来,随着分子生物学的兴起和植物转基因技术的快速发展,许多与C4光合作用途径相关的关键酶PEPC、NADP-苹果酸(NADP—ME)和PPDK等一系列基因已从玉米、高粱和苋菜等C4植物中被克隆,对这些基因启动子序列分离、重组、转化及表达的研究,发现它们可以在C3植物中驱动外源基因并进行组织特异性表达,而且一系列C4型光合基因导入C3植物的成功报道。特别是获得高表达的转C4光合基因水稻,表现光合能力和种子产量显著提高,而且在光逆境的条件下,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性提高,从而有效地清除活性氧分子,表现耐光抑制(氧化)等。目前利用转C4光合基因水稻的育种研究也取得了重要进展,培育出携带C4光合基因的高光效水稻株系,在遗传上证明了常规育种和生物技术结合可以将转C4光合基因水稻中高表达的C4光合基因遗传给后代,获得高光效的超级稻,最后提出了本研究中尚需深入研究的问题。 相似文献
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探明氮高效水稻品种的冠层特征,对于培育和筛选氮高效品种具有重要意义。以2个氮高效品种武运粳30号和连粳7号及2个氮低效品种扬粳4038和宁粳1号作为材料进行大田试验,观察了两类水稻品种的冠层特征及其与产量和氮肥利用率间的关系。结果表明,与氮低效品种相比,氮高效品种总颖花量、结实率、产量和氮肥利用率较高;氮高效品种抽穗期具有较高的单茎茎鞘重、光合速率、光合氮素利用效率、剑叶厚度、比叶重、中上层冠层的光截获量及冠层顶部比叶氮含量、氮消减系数和光氮匹配度,上述主要冠层特征与产量及氮素籽粒生产效率呈显著或极显著正相关。这些冠层特征可作为筛选和培育氮高效水稻品种以及培育高产高效群体的重要指标。 相似文献
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不同种植密度下的夏玉米冠层结构及光合特性 总被引：88，自引：2，他引：86
研究了种植密度对夏播玉米(CF008、郑单958和金海5号）冠层结构及光合特性的影响,目的是通过密度调控,构建高效冠层,发挥品种潜力,同时确立不同夏玉米品种高产高效冠层的定量化技术指标。结果表明,3个夏玉米品种均在中或低密度下（CF008为9.75和11.25万株 hm-2,郑单958为8.25和9.75万株 hm-2,金海5号为6.75和8.25万株 hm-2）构建的冠层较合理,冠层光合性能较高。冠层内透光率、叶夹角、茎粗、叶绿素相对含量（SPAD值）和净光合速率（Pn）均随着密度的增加而降低,说明高密度易造成群体内光分布不合理,导致光合性能的降低。灌浆中期前群体光合势（LAD）和叶面积指数（LAI）均表现为中或高密度条件下较高,而后为中或低密度下较高,并且吐丝后LAD所占比率为中或低密度处理显著高于高密度处理,说明高密度条件下冠层结构不合理,造成生育后期叶片提早衰老。在中或低密度下,群体穗位层透光率较大,吐丝期和灌浆中期分别为13.4%~19.45%和16.19%~21.48%;叶面积发展动态较为合理,吐丝期LAI达5.59~6.75,成熟期仍然保持在2.24~3.68,尤其中上层叶片LAI高值持续期较长;吐丝期中上层叶片Pn达到33.6~43.8 μmol CO2 m-2 s-1;吐丝后的群体LAD较高,特别是中密度下LAD达172.01~235.91 m2 d m-2,后期光合面积持续时间较长,更有利于玉米产量的提高。 相似文献
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不同年代中籼水稻品种的叶片光合性状 总被引：5，自引：0，他引：5
旨在探明中熟籼稻在品种改良过程中籽粒产量和叶片光合性能的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪50-60年代、60-70年代、80-90年代和21世纪00-10年代(超级稻) 4种类型,研究其产量、冠层结构及叶片光合特性的变化。结果表明,随品种的改良,中籼水稻品种的产量不断提高。群体总颖花量、面积指数和粒叶比显著增加,叶基角减小,群体透光率、光合势(绿叶面积持续期)、抽穗期剑叶光合速率、气孔导度、蒸腾速率和PSII最大和实际光化学效率以及荧光与非荧光淬灭系数增加。最大叶面积指数和全生育期总光合势与籽粒产量呈极显著正相关。灌浆期剑叶光合速率、气孔导度、PSII最大和实际光化学量子效率以及荧光和非荧光淬灭系数与结实率或粒重呈显著相关。表明在品种改良过程中,株型和叶片光合性能的改善是中籼水稻产量提高的重要原因。 相似文献
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高产冬小麦的冠层光合能力及不同器官的贡献 总被引：104，自引：11，他引：93
通过两年对四个高产冬小麦品种冠层光合速率的测定,探讨了小麦灌浆期不同光合器官对群体光合能力的贡献。结果表明：灌浆期群体光合能力与干物质积累及籽粒产量呈显著的正相关ｒ＝０．９１９０和ｒ＝０．９２７９）。光合器官中,旗叶和倒二叶光合能力强,贡献最大;茎鞘具有与旗叶相仿或稍高的光合潜力;穗部不仅是光合产物贮藏的生物库,而且是重要的光合源,其对冠层光合的贡献一般在１０－１２％左右。但若群体过大,穗部光合贡 相似文献