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为探明果粮间作模式下树冠遮阴对间作冬小麦灌浆期光合特性和产量的影响,为新疆南疆果粮间作模式的选择和优化提供理论依据,本研究以扁桃-冬小麦间作模式为研究对象,设置重度遮阴和轻度遮阴2个处理,以单作小麦为对照,对间作区域光合有效辐射(PAR)、小麦产量及灌浆期叶片光合色素和可溶性蛋白含量、光响应曲线、荧光动力学参数、群体光合速率进行测定。结果表明:间作区域遮阴程度受树冠结构和间作区域距树体距离共同影响,主干分层形扁桃(重度遮阴)近冠和远冠间作区域小麦灌浆期PAR日均值为自然光强的18.61%和25.90%,小冠圆头形扁桃(轻度遮阴)对应值为56.00%和64.53%。与扁桃间作导致小麦旗叶Chla+b含量和Chla/b比值降低; PAR日均值≤56.00%自然光时,小麦旗叶可溶性蛋白质含量显著降低; PAR日均值≤25.90%自然光时,旗叶光系统Ⅱ的实际光合效率(ΦSPⅡ)、光化学淬灭系数(qP)、最大净光合速率(P_(max))及群体光合速率日均值均显著降低; PAR日均值≥64.53%自然光时小麦群体光合速率存在明显的补偿现象。综上,扁桃-冬小麦间作模式下,小麦光合能力及产量与遮阴程度密切相关,重度遮阴导致小麦单叶和群体光合能力及产量显著降低;轻度遮阴条件下,小麦旗叶光合能力无显著变化,群体光合速率存在明显的补偿现象,对产量无显著影响。 相似文献
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我国4种主要苹果树形冠层结构和辐射三维分布比较研究 总被引：3，自引：0，他引：3
树体结构和辐射分布是影响果树冠层光合生产力和果实产量品质的主要因素。本文以"富士"苹果(Malus domestica Borkh.cv.‘Fuji’)为试材,采用田间调查方法,系统研究了我国苹果生产中4种主要树形的树体结构参数以及叶面积密度(LAD)和光合有效辐射(PAR)的三维分布特征。结果表明,开心形树冠的枝量(894×103·hm-2)和叶面积指数(LAI,2.53)最小,其他3种树形中小冠疏层形分别为2 280×103·hm-2、4.14,疏散分层形分别为2 119×103·hm-2、3.98,纺锤形分别为2 190×103·hm-2、3.88。不同树形LAD三维分布各不相同,小冠疏层形苹果树的叶片主要分布在树冠的0.5~1.5 m之间,疏散分层形和纺锤形主要分布在0.5~2.0 m之间,开心形主要分布在1.0~2.0 m之间。通过对不同树形LAD和PAR三维分布比较发现,每种树形的PAR都随树冠深度的增加而降低,在树冠中部LAD最大部位辐射消减最快,PAR的三维分布主要与叶片分布有关。其中开心形树冠的平均PAR最高,分布最均匀。4种树冠内叶片得到的平均相对PAR小冠疏层形为24.85%,疏散分层形为28.84%,纺锤形为27.71%,开心形为37.28%。开心形树冠内低光区的叶片所占比例只有35%,其他树形都超过50%。研究表明,不同相对PAR范围内的叶片比例能够更好地反映果树冠层的辐射情况,开心形树冠在辐射分布上优于其他3种树形。 相似文献
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我国4种主要苹果树形光合能力差异研究 总被引：3，自引：0，他引：3
光合作用是影响果树生长发育的重要因素,果实的产量和品质主要取决于树冠内叶片的光合作用分布。本研究主要目的是利用三维树冠光合耦合模型模拟比较我国4种主要苹果树形(小冠疏层形、疏散分层形、纺锤形和开心形)光合能力的三维分布和日变化。试验于2010—2012年在富士苹果(Malus domestica Borkh.cv."Fuji")园进行,通过实测确定三维树冠内叶片和辐射分布,根据不同辐射下叶片最大光合速率经验公式计算叶片净光合速率(Pn)在三维树冠空间内的分布。结果表明,Pn的三维分布和相对辐射相似,在树冠上部变化平缓,在树冠内随辐射的降低而急剧减少;光合总量的分布主要取决于叶面积密度。通过对4种主要苹果树形光合能力分析研究发现,当PAR=1 500μmol.m 2.s 1时,4种树形的Pn分别为:小冠疏层形6.72μmol.m 2.s 1、疏散分层形7.52μmol.m 2.s 1、纺锤形7.24μmol.m 2.s 1、开心形9.88μmol.m 2.s 1。不同树形日光合总量的差异主要与叶面积指数相关;在晴天,单位地面上4种树形的日光合总量分别为:小冠疏层形665.5 mmol.m 2.d 1、疏散分层形791.7 mmol.m 2.d 1、纺锤形752.6 mmol.m 2.d 1、开心形601.1 mmol.m 2.d 1。研究表明,4种苹果树形中开心形树冠Pn高,有利于提高果实品质;而其他3种树形的光合总量大,有利于提高果实产量。 相似文献
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枣麦间作系统中冬小麦的冠层光分布特征及产量研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对近年来"林农生产争地争光"的问题,以株行距为3 m?4 m南北行向栽植的枣树||冬小麦间作系统为研究对象,大田条件下设置枣麦间作(JZ)和冬小麦单作对照(CK)两个处理,以2013—2014年生长季冬小麦光合生理参数和冠层光照强度为基础,以两棵枣树的定植点连成1条测定样线,在样线上以距枣树的东(E)、西(W)距离为基准,每50 cm设置1个测定点,设E50 cm、E100 cm、E150 cm、E200 cm(W200 cm)、W150 cm、W100 cm、W50 cm共7个测定位置,在不同调查时期测定各测定位置的冬小麦冠层光合有效辐射(PAR),并在冬小麦成熟期调查各测定位置上的产量。采用多项式回归和定区间积分等方法计算冬小麦分蘖期、拔节期、抽穗期、扬花期、灌浆期和成熟期冠层达到饱和PAR的时长与时空窗,探讨枣麦间作系统中枣树遮光对间作作物冬小麦冠层光照分布及产量的影响。结果显示,间作系统中冬小麦冠层光照强度及产量整体呈现出不同的时空分布特征,且相较于单作小麦系统均有一定程度的衰减。单作冬小麦冠层的饱和PAR时空窗比间作处理大56.1%,穗粒数、有效穗数、千粒重和产量分别比间作小麦高14.7%、15.9%、33.5%和53.0%。相对于单作对照,间作物冬小麦整个生育时期内在距枣树E50~E100 cm、E100~E150 cm、E150~E200 cm、W150~W200 cm、W100~W150 cm、W50~W100 cm处的冠层PAR时空窗损失严重,分别达92.5%、45.7%、7.0%、5.4%、10.9%、54.0%。冠层PAR时空窗损失导致冬小麦减产,在以上各处减产程度分别达46.2%、39.6%、26.3%、24.7%、32.4%和37.6%。故枣树遮阴程度的差异导致间作物冬小麦不同程度减产,且间作巷道内西侧光照质量整体优于东侧。这就要求在冬小麦扬花期后对枣树进行适当修剪,且适当增加巷道东侧枣树株距,以避免枣树新生枝徒长,提高冬小麦冠层光合有效辐射截获量,使间作系统获得更高产量。 相似文献
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晋西黄土区果农间作光竞争研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以晋西黄土区具有代表性的核桃(Juglans regia)、苹果(Malus pumila)、花生(Archis hypogaea)、大豆(Gly-cine max)所组成的四种果农间作模式为研究对象,对果农间作系统中透光率(TSY)、作物光合有效辐射(PAR)、净光合速率(Pn)和光效应(EL)进行分析,旨在为该地区间作系统光分布模型的建立,光生态特征分析等提供一定的基础资料.研究表明:(1)核桃间作模式的光照条件要优于苹果间作模式,苹果间作区域内的相对日照总量仅为33％.(2)果农间作模式中果树对作物产生的影响程度与二者的距离有关,离树体越近,作物的光合有效辐射和净光合速率越小.(3)光效应表明果树对作物存在光竞争,竞争程度从大到小依次是苹果—花生(-26.39％)、苹果—大豆(-21.89％)、核桃—大豆(-18.12％)和核桃—花生(-16.62％).研究结果可为该地区土地资源合理利用和农林复合经营的可持续发展提供科学依据. 相似文献
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合理的枣棉间作种植模式有利于光资源的利用和产量的提高。为探明枣棉间作系统中棉花产量形成的光合生理机制,筛选出适于南疆的枣棉间作最优种植模式,以枣树-棉花间作模式为研究对象,设离树间距1.4 m(M1)、1.0 m(M2)、0.5 m(M3)3个间作处理,以单作棉花为对照(CK),对棉花冠层上方光合有效辐射(PAR)、棉花叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)5个光合指标及水分利用效率(WUE)和产量进行研究。结果表明,各处理冠层PAR在花铃期达到最大,间作系统冠层PAR总体低于单作,且随离树间距的增加而增大,M3处理PAR最低,分别较M1、M2处理低10.0%和9.5%;间作总体上提高了棉花的Pn,降低了Tr和Ci,M3处理的Gs在2020年最大,2019年最小,并且M3处理的棉花光合能力总体优于其他处理;枣棉间作种植模式有利于提高棉花群体水分利用效率,M3处理的WUE最大,2019和2020年较CK分别提高了52.8%和50.4%;M3处理单位面积内棉花产量最高,分别较CK、M1、M2高18.2%、85.9%和37.0%。灰色关联度分析表明,M3处理表现最优,主要生育期内等权关联序和加权关联序位次总体排第一。综上,适宜的间作种植模式为M3处理。本研究结果为南疆枣棉间作种植模式优化配置提供了理论依据和技术支撑。 相似文献
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为了探究气溶胶的太阳辐射减弱效应对农作物叶片生理特性及同化物累积的影响,以扬麦13为供试材料,在大田试验条件下系统研究了不同辐射减弱处理（100%、60%、40%、20%、15%）对冬小麦叶片光合作用、膜脂过氧化水平和同化物积累的影响。结果表明：太阳辐射减弱至自然光的60%-15%时,冬小麦叶片净光合速率减少15.8%-70.1%,光合色素的含量（叶绿素a、b和类胡萝卜素）显著提高,其中叶绿素b含量的增加最明显。太阳辐射减弱会抑制冬小麦叶片膜脂过氧化程度,减少细胞膜透性,且辐射减弱的程度越高,影响越大。当太阳辐射为自然光的60%-15%时,冬小麦叶片的可溶性糖含量比对照降低了32.22%-76.45%,可溶性蛋白含量降低了19.02%-48.12%,但总游离氨基酸含量比对照增加了47.46%-177.87%。上述结果表明,太阳辐射减弱后会减弱冬小麦光合作用,增加光合色素含量,抑制膜脂过氧化程度,从而导致作物体内同化物的累积受阻,糖类及蛋白质的含量显著降低,必然会影响作物的产量及品质形成。 相似文献
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LED灯模拟作物间作套种群体内光环境的设计与应用 总被引：8，自引：3，他引：5
在室内有效模拟作物复合群体内的光环境,是深入研究作物间作套种分子生态机理的基础。该文首先设计了一种用于植物室内培养的发光二极管（LED）照明灯具,其主要特点包括：选用蓝光、红光、远红光3种对作物生长发育影响最大的高功率LED灯珠为光源,按照1:3:3的比例进行组合,从而形成光照均匀的光源板;应用散热片、风道、风扇对光源板进行有效散热;采用脉宽调制（PWM）方式实现每种灯辐射强度的连续、独立调节。为进一步验证其功能,以玉米-大豆套作模式为例,根据田间自然光环境和两作物复合群体内光环境的实际测定值,采用所设计 相似文献
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氮对UV-B辐射增强条件下大麦孕穗期叶片生理特性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
通过大田试验,研究在UV-B辐射增强条件下,不同施氮量对大麦孕穗期叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶片水分利用效率(WUE)及胞间CO2浓度(Ci)日变化的影响。UV-B辐射设两个水平,即对照(CK,自然光,辐射强度1.5kJ.m-2.h-1)和增强20%(1.8kJ.m-2.h-1);施氮量设两个水平,即低氮和高氮(30kg.hm-2和150kg.hm-2)。结果表明,UV-B辐射增强下,高氮处理的Pn、Tr、Gs和WUE的日平均值比对照分别下降了44.6%、21.8%、17.8%和28.4%;低氮处理分别下降了49.5%、11.8%、12.9%和42.7%,说明UV-B辐射增强可降低大麦叶片的光合作用和水分利用效率,而增施氮肥可缓解UV-B辐射增强对光合作用的影响,并缓解UV-B辐射增强对大麦净光合速率的抑制,但是并不能缓解UV-B辐射增强对蒸腾速率及气孔导度的抑制。Ci及Pn的日变化趋势表明,UV-B辐射增强及氮肥对大麦叶片光合作用的影响不是通过气孔,而是通过对光合作用反应过程的直接影响来实现的。 相似文献
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田间设置木薯和花生的不同间作措施处理,利用LI-6400光合仪测定不同处理的光合日变化。结果表明:①木薯、花生的生长环境因子的日变化均为"单峰"型曲线,其中光合有效辐射（PAR）、田间CO2浓度（Ca）呈开口向下曲线,大气相对湿度（RH）、大气温度（Ta）的日变化曲线则开口向上。②不同间作措施中,间作窄行并无绝对优势;间作宽行可保证作物产量,但其瞬时水分利用效率（WUE）和气孔限制值（Ls）均最低,不利于在缺水环境下推广;间作双行的WUE和CO2利用效率最高,这在严重水分胁迫条件无疑是最优选择。③由统计分析可知,对花生和木薯净光合速率（Pn）影响显著的因子均为作物蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Cond）和气孔限制值（Ls）,其中Pn与Tr、Cond、Ls呈正相关,与Ci呈负相关。术薯、花生的"午休"现象主要由非气孔因素决定,其气孔机制是作物蒸腾速率（Tr）和胞间CO2浓度（Ci）双重起作用的结果,首先起作用的是Tr诱发的光抑制,之后气孔开关则是由Ci调控。 相似文献
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冬小麦-春玉米间作模式下光合有效辐射特性研究 总被引：2，自引：1，他引：2
通过对单作和间作种植模式下作物冠层入射和透射光合有效辐射的观测,研究了不同种植模式下冠层光合有效辐射截获量(IPAR)的日变化规律及其与叶面积指数的关系以及冬小麦对预留行的遮荫作用。结果表明:2种种植模式下光合有效辐射截获量日变化均为双峰曲线;叶面积指数<2时,间作冬小麦日平均光合有效辐射截获量约为单作的50%,叶面积指数>2时,2种种植模式下的日平均光合有效辐射截获量相近;2种种植模式下光合有效辐射截获量与叶面积指数均有较好的相关性;间作冬小麦预留行遮荫率(FS)的日变化为双峰曲线,遮荫率与株高(H)有很好的相关性。 相似文献
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晋西黄土区苹果 + 大豆间作系统小气候及其对作物生产力的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为了评价果农间作系统的生态效益和经济效益,指导果农间作系统的物种选择和行间配置等农艺措施的生产实践,以晋西黄土区山西省吉县3年生苹果＋大豆间作系统（T1）、5年生苹果＋大豆间作系统（T2）、7年生苹果＋大豆间作系统（T3）和大豆单作系统（CK）为对比试验材料,通过布设根障,在分析苹果＋大豆间作系统小气候各因子特征的基础上,利用灰色关联法,研究不同树龄间作系统的小气候综合效应,并评价小气候对作物生产力的影响.结果表明：1）与大豆单作系统相比,苹果＋大豆间作系统光合有效辐射强度降低了30.3％ ～ 59.0％,气温下降了5.9％～17.9％,表层土壤温度下降了14.6％～42.7％,空气相对湿度增加了7.0％ ～ 17.9％;2）随着树龄的增加,苹果＋大豆间作系统对大豆单作系统的小气候关联系数逐渐降低,其中,小气候各因子中,空气相对湿度和光合有效辐射强度与大豆单作系统的关联度最小;3）各树龄苹果＋大豆间作系统的大豆根茎叶生物量和产量均低于大豆单作系统.树龄越大,苹果＋大豆间作系统的光拦截作用和降温增湿作用越明显,小气候综合效应也越强,但各树龄苹果＋大豆间作系统的小气候均会对间作大豆生产力水平产生负面效应. 相似文献
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Spatial variability of photosynthetically active radiation in European beech and Norway spruce 总被引：1，自引：0，他引：1
The vertical and horizontal variability of solar radiation within a mature European beech (Fagus sylvatica L.)-Norway spruce (Picea abies [L.] Karst) mixed stand in Southern Germany is investigated. A large dataset with more than one million spectral measurements of photon fluence rates at six vertical levels within the stand is analyzed with respect to tree species, meteorological sky conditions, and the influence of solar elevation angle on canopy penetration. Irradiance probability density functions of the photosynthetically active waveband are used to describe the three-dimensional radiation field. For a quantification of umbra, penumbra, and sunfleck frequencies, in-canopy fractions of photon fluence rates within the photosynthetically active waveband are investigated. Different phenological stages of beech and their effects on the in-canopy light climate are compared. The results show that during overcast conditions (OVC) fractions of photosynthetically active radiation (PAR) are higher at all canopy levels than during clear sky (CS) conditions due to their exclusively diffuse character. The lowest median PAR level of less than 1% of above-canopy PAR can be observed in the shade crown of beech and at ground level. More PAR can penetrate the canopy at a higher solar elevation under CS conditions. This effect is more pronounced for spruce than for beech due to the conical crown shape of the conifers that allows photons from higher angles to enter the gaps inbetween trees in contrast to the more homogeneously closed beech canopy. Solar elevation is not an important factor at uniformly overcast conditions. Differences in the vertical distribution of umbra and penumbra can be detected when comparing species or different sky conditions. The frequency of sunflecks differs more by species and by the vertical position within the canopy than by sky condition. 相似文献
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《Agricultural and Forest Meteorology》2004,121(3-4):207-225
A two-dimensional, hourly or daily time step model was developed, which takes canopy characteristics and row orientation into account to simulate solar radiation interception in hedgerow orchards. In order to determine the spatial and temporal distribution of soil irradiance across the tree row, the canopy path length through which the radiation must travel to reach a certain point on the soil surface is calculated. The model assumes leaves to be uniformly distributed within an ellipsoid, and radiation penetrating the canopy is attenuated according to Beer’s law. Beam or direct radiation and diffuse radiation for the PAR (photosynthetically active radiation) and NIR (near-infrared radiation) wavebands are calculated separately, as they interact differently with the canopy. The attenuation of beam radiation by the canopy is strongly dependent on canopy dimensions and architecture, zenith and azimuth angle, as well as row orientation. Radiation can penetrate neighbouring rows, so two rows on either side of the simulated row are considered. Validation of the model was carried out for a wide range of conditions (crops, row orientation, canopy density, tree size and shape). Field measurements included solar radiation, soil irradiance at different distances from the tree row with tube solarimeters, leaf area density, as well as canopy size and row orientation. Model predictions of soil irradiance were excellent in orchards with symmetrical and elliptical canopies having a uniform leaf distribution. In orchards where the canopy was non-symmetric and/or had non-uniform leaf distribution, errors in predictions of solar radiation transmittance occurred. As a result of these discrepancies, the overall MAE was 40% of the average measured value of radiant transmittance over the whole day. 相似文献
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基于夏玉米冠层内辐射分布的不同层叶面积指数模拟 总被引：1，自引：1，他引：1
为了模拟夏玉米冠层内各层叶面积指数垂直分布,光合有效辐射（photosynthetically active radiation, PAR）是研究作物群体光合作用和长势的重要特征参数,阐明冠层内PAR的垂直分布规律与冠层结构等参数之间的相关关系,可为遥感定量反演冠层结构参数提供模型基础。该文基于PAR在冠层内的辐射传输规律结合冠层结构模拟不同太阳高度角的PAR透过率垂直分布模型,并用地面冠层分析仪测量值进行验证,结果表明模型对封垄前玉米抽雄期冠层内PAR透过率垂直分布模拟精度较高。通过不同太阳高度角PAR透过率的垂直分布模型结合消光系数运用不同算法分别反演层叶面积指数（leaf area index, LAI）,并与不同高度层LAI实测值进行比较。结果显示：Bonhomme& Chartier算法反演不同高度层LAI精度较高,上层均方根误差（root mean square error,RMSE）为0.18,中层RMSE为0.55,下层RMSE为0.09。不同太阳高度角反演结果存在差异,30°和45°高度角均能较好地反演下层LAI,RMSE分别为0.11与0.09;30°高度角反演中层LAI精度较高,RMSE为0.30;45°高度角反演上层LAI精度较高,RMSE为0.18。结果表明基于不同太阳高度角构建的层LAI反演模型更适于实现夏玉米不同高度层LAI的遥感估算。该研究可为模拟垄行结构冠层内LAI垂直分布提供参考。 相似文献
16.
核麦间作系统小气候效应及其对小麦产量的影响 总被引：7，自引：0，他引：7
利用KS4000手持气象站和SUNSCAN冠层分析系统,测定了核桃一小麦间作系统的田间小气候,并以单作田小麦为对照,对间作小麦的产量及其构成因素进行分析。结果表明,相对于单作田,核麦间作系统明显降低了小麦冠层的风速和温度,增大了小麦冠层的相对湿度,但核麦间作系统也明显降低了小麦冠层顶部入射的光合有效辐射量和冠层截获的光合有效辐射量;核麦间作系统小麦的生物量、穗粒数、穗粒重、收获指数、公顷穗数、千粒重和产量均显著低于单作系统（P〈0．05）。可见,虽然核麦间作系统在一定程度上改善了田间小气候,但由于核桃树对小麦遮荫作用较大,光合有效辐射透过率较低,导致了间作小麦产量的显著降低（P〈0．05）。因此,通过对核麦间作复合群体中主要气象因素变化特点的探讨,找出影响小麦生长的主要原因,有利于采取相应的栽培调控措施,优化间作群体结构。 相似文献
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低丘红壤南酸枣一花生复合系统物种问水肥光竞争的研究—Ⅱ．南酸枣与花生利用光能分析 总被引：2，自引：0，他引：2
试验研究结果表明低丘红壤南酸枣遮荫使复合系统花生光合有效辐射减弱以及花生产量和生物量明显下降 ,与单作花生相比间作各行花生相对光合有效辐射值日变化主要与距南酸枣树行远近有关 ,与复合系统花生产量和生物量中间行高而两侧行低的趋势相一致 ,两者呈显著正相关。 相似文献