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玉米叶片的净光合速率可以用来表征植物生物量的积累和营养盈亏等健康状态,为探求玉米叶片净光合速率的快速无损检测方法,利用叶绿素荧光光谱分析技术对拔节期玉米叶片净光合速率进行检测。实验选取了吉林省典型种植品种先玉335作为研究对象,通过对80组数据的无量纲化处理和标准化处理,降低光谱噪声引起的样本差异,分析不同光谱波段与叶片净光合速率的相关性,确定500~550nm、675~715nm、715~745nm等3组波段作为光谱检测样本。选择675~715nm波段作为光谱波段的典型参数预测玉米叶片的净光合速率,得出两者之间存在显著线性关系,其决定系数R^2=0.7 9 2 4,表明以6 7 5~7 1 5 nm波段预测玉米叶片的净光合速率是可行的。对回归模型进行验证,得到预测值与真实值之间的决定系数R^2=0.7 9 2 1,表明此回归模型对拔节期玉米叶片净光合速率具有良好预测能力,为植物生理信息快速无损检测提供了新的方法。 相似文献
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设施光环境是影响作物生长发育的重要因素之一,其包括设施光强和光质。不同温度下,两者与光合速率存在显著的互作关系,建立融合作物光质需求的设施光环境智能调控模型,是设施农业环境调控急需解决的问题之一。本文以黄瓜为试验材料,设计了温度、光照强度、光质比嵌套的植株净光合速率测试试验,获取了多因子耦合的试验样本,并利用支持向量机建立了融合黄瓜光质需求的光合速率预测模型。其次,提出了基于粒子群算法的光照强度和光质比寻优算法,获取了不同温度条件下最适合植物生长的光照强度和光质比。最后,基于寻优结果,利用偏最小二乘回归法构建红蓝光目标值调控模型。验证结果表明,光合速率预测模型训练集数据和测试集数据的拟合度分别为0. 997 1和0. 996 9,均方根误差分别为0. 363 0、0. 436 7μmol/(m~2·s)。红、蓝光目标值调控模型均方根误差分别为15. 087 8、10. 138 3μmol/(m~2·s),可满足调控模型精度要求。其调控效果相比于传统固定光质比调控模型有明显提升,为有效地进行设施光环境调控提供了重要依据。 相似文献
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通过对不同水土保持耕作下大豆叶片净光合速率、蒸腾速率的测定,结果表明:不同水土保持耕作下的叶片在整个生育期内净光合速率的变化趋势基本一致,在结荚期净光合速率达到最大,其中振动深松+行间覆膜+垄向区田和免耕秸秆覆盖的净光合速率明显高于常规耕作的净光合速率,分别是常规耕作的1.63和1.36倍;大豆叶片的蒸腾速率在花期达到最大值,最大值为9.56 mmol/(m2.s),振动深松+行间覆膜+垄向区田叶片比常规耕作的叶片蒸腾速率高1.15倍。从苗期到花期,由于叶片的净光合速率和蒸腾速率都以相近的速度增长,因而水分利用效率变化不大。 相似文献
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为了提高微型植物工厂内部温度分布均匀性和作物净光合速率,提出采用试验研究和CFD仿真相结合的方法对其环境控制参数进行优化设计。以生菜为例,通过多因素耦合试验,探索了温度、湿度和循环风速3种因素对生菜净光合速率和蒸腾速率的影响,并对不同风速控制策略下植物工厂内气流场和温度场进行了CFD数值仿真分析。试验结果表明:风速对生菜的净光合速率和蒸腾速率均有显著影响;微型植物工厂内采用上层低循环风速、下层高循环风速模式,有利于保证内部温度的均匀性,生菜的净光合速率也处于较高水平,有利于其生长。 相似文献
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以3a生矮砧红富士为试验材料,采用LI-6400XT便携式光合仪,对蓄水坑灌条件下不同灌水下限(分别为田间持水率的50%、60%、70%)幼龄苹果树叶片光合特性进行研究,并通过通径分析与多元逐步回归分析量化各影响因子与净光合速率的关系。结果表明:蓄水坑灌条件下不同灌水下限叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度变化规律基本一致。当土壤水分不足时,净光合速率主要受土壤含水率影响;当土壤水分充足时,净光合速率主要受光合有效辐射影响。气孔导度主要受光合有效辐射影响,地面灌溉条件下气孔导度对环境变化的响应更积极。蒸腾速率主要受土壤含水率和光合有效辐射的影响,土壤水分充足时,蒸腾速率对光合有效辐射的响应更敏感。相同条件下,土壤含水率越高蒸腾速率越大。 相似文献
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黄瓜整株光合积累不仅与温度、CO2浓度、光照强度有关,而且与不同叶位的光合特性显著相关,实现不同叶位需光参数动态获取,是设施黄瓜立体光环境优化调控亟待解决的问题。本文提出了融合多智能算法的黄瓜立体光环境优化调控模型,设计了多因素嵌套实验获取多维样本数据,构建耦合叶位、温度、光照强度、CO2浓度的回归型支持向量机光合速率预测模型;基于粒子群算法进行光饱和点寻优,获取不同环境条件下不同叶位的目标光照强度;采用回归型支持向量机算法,针对目标光照强度构建立体光环境优化调控模型。结果表明,本文所提方法可动态计算作物整株不同叶位不同环境因子作用下的目标光照强度,模型决定系数为0. 999 3,均方根误差为2. 349μmol/(m~2·s),进一步分析不同叶位叶绿素含量与光合特性关系,证明两者具有强关联性,研究对提高设施藤蔓类作物立体光环境调控效率具有重要意义。 相似文献
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为探明荞麦光合作用对土壤盐碱胁迫下不同改良措施的响应特征与适应规律，设置盆栽试验，测定盐碱胁迫土壤采用脱硫石膏、磁化水改良处理后荞麦的光合光响应特征，分别采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型对荞麦叶片光响应曲线进行分析，确定了最优模型，并对不同处理下的荞麦光合特征参数进行了分析。结果表明：盐碱胁迫下，磁化水灌溉对荞麦的光合特征影响明显，荞麦净光合速率随脱硫石膏施用量的增大呈先增后减的趋势；非直角双曲线模型的模拟精度最高，可作为描述盐碱胁迫下荞麦叶片光响应曲线的最优模型；11t/hm2脱硫石膏施用量下的荞麦光合特征参数（暗呼吸速率、表观量子效率、最大净光合速率、光补偿点及光饱和点）显著高于其他处理，荞麦叶片对光强的适应能力增强，有利于促进荞麦积累有机物；磁化水灌溉对荞麦的光合光响应具有显著的促进作用。本研究可为寻求有效缓解盐碱胁迫对作物生长影响的调控方法提供参考。 相似文献
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水分是影响黄瓜生长发育的重要因子.以温室盆栽黄瓜为试验材料,研究了不同土壤含水量对温室黄瓜生长与光合特性的影响.结果表明:温室黄瓜在土壤含水量较高时,株高和产量增长较快,随着土壤含水量降低,叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶水势均下降.考虑到温室内湿度大,当土壤含水量为21.36%(波动范围在±0.2%)时,效果最好,可以作为合理灌溉的依据. 相似文献
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《中国农村水利水电》2016,(9)
为探究水分胁迫和斜发沸石对花生叶片光合特性及水分利用的影响规律,利用滑动遮雨棚开展了花生的盆栽试验。结果表明,重度水分胁迫下,土壤中施用斜发沸石能够暂时缓解花生午间土壤水分胁迫,降低花生萎蔫的风险,减少花生叶片午间净光合速率P_n、气孔导度g_s和蒸腾速率T_r降低幅度;中度水分胁迫和斜发沸石施用能够降低花生叶片蒸腾速率,通过叶片自身抗旱保护调节机制提高花生叶片净光合速率,使得叶片水分利用效率最大化,弥补水分胁迫对花生造成减产损失;轻度水分胁迫下,斜发沸石的施用能够改善花生生长环境,提高花生叶片净光合速率和蒸腾速率,最终提高叶片水分利用效率。中度水分胁迫和斜发沸石应用花生叶片水分利用效率最高,且斜发沸石补偿作用最明显。 相似文献
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通过四平地区春玉米田间试验,研究玉米高光效休耕轮作与玉米常规均匀垄耕种方式对比,在土壤容重、玉米根系干质量、土壤含水量、玉米透光率及产量方面的影响。结果表明:在玉米拔节期,0~40 cm土层土壤容重高光效显著低于均匀垄;在成熟期,0~10 cm和10~20 cm土层土壤容重高光效较均匀垄低6.98%和10.01%;根系干质量在玉米的吐丝期、乳熟期和成熟期高光效分别较均匀垄高19.04%、19.09%和18.84%;玉米在整个生长期,高光效比均匀垄平均含水量高出2.14%;均匀垄中部透光率平均值低于高光效,高光效底部透光率平均值在6月28日、7月14日和8月4日比均匀垄分别高15.33%、10.67%和7.00%,差异达显著水平。高光效较均匀垄单产产量高,且呈逐年递增的趋势。 相似文献
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对从活性污泥中筛选出的光合产氢混合菌群进行了光合产氢实验,研究了氮源对光合细菌生长和产氢过程的影响,分析了光合产氢过程中混合菌群对氮源的利用规律。结果表明:光合细菌生长过程中对氮源有很强的选择性,无机氮源尤其是铵盐类物质最易为光合细菌所利用,有机氮源次之;以(NH4)2SO4为氮源,添加浓度为7 mmol/L时,菌体生长最为良好,在培养24~48 h内,(NH4)2SO4利用速率最大,最大消耗速率为0.105 mmol/L。不同种类氮源对光合产氢混合菌群产氢的影响不很明显,利用有机氮源产氢效果好于无机氮源。光合细菌以(NH4)2SO4为氮源,添加浓度为3.5 mmol/L时,菌体具有较强的产氢活性,光合产氢过程中氮源只在0~48 h内有少量消耗,菌体进入产氢高峰期后不再利用氮源。 相似文献
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涝渍胁迫对冬小麦净光合速率变化的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
在水位调控技术的基础上,采用田间试验研究了麦田水位调控下,冬小麦不同生育期、不同农田水层深度、地下水埋深下净光合速率变化规律.研究结果表明,淹水水位较浅且历时适中对冬小麦的净光合速率影响最小,相同水位、相同淹水历时条件下,水位回落速度越快净光合速率越大;不同控水条件下,冬小麦各生育期净光合速率日变化曲线呈“M”形.上午随光合有效辐射增强和温度的升高急剧增大,下午随有效辐射减弱和温度的降低大幅度下降,中午变化较缓,净光合速率峰值出现在11:00和13:00左右,12:00左右有明显的下降,即出现“午休”现象;此外,小麦净光合速率与光合有效辐射、太阳总辐射、大气温度、空气相对湿度和风速存在一定的相关性,其中净光合速率与太阳总辐射、光合有效辐射、空气温度有较强的相关性,与空气湿度和风速相关性较弱. 相似文献
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通过分析各模型求取的光合参数模拟值与实测值的接近程度,探讨了各模型在葡萄光响应曲线研究中的适用性。为了筛选适合吐鲁番地区的葡萄光响应模型,采用二次多项式模型、指数函数模型、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对葡萄光合作用的光响应曲线进行拟合,表明:指数函数模型和直角双曲线模型不能解释光饱和区域的光抑制现象。二次多项式在一定程度上能够体现出葡萄光合作用的光抑制现象,但各项光合参数与实测值相差较大,且有违背常识错误。非直角双曲线模型虽能解释光饱和区域的光抑制现象,但拟合得到的最大净光合速率高于实测值。修正的直角双曲线模型求解得到的各项光合参数均接近实测值,并且能很好地体现葡萄在不同光强下的光响应曲线,尤其是在光饱和区域。吐鲁番地区葡萄光响应模型宜采用修正的直角双曲线模型,其拟合求取的葡萄最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率分别为10.627、1 178.362、67.487、2.943μmol/(m~2·s),初始量子效率为0.05。 相似文献
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番茄叶片光合作用对水肥耦合的响应 总被引：4，自引：0，他引：4
研究了不同水肥因子对番茄叶片光合作用的影响。采用五元二次正交旋转组合设计,通过盆栽试验,建立了水分、氮、磷、钾和有机肥用量对番茄叶片光合速率的数学模型。随灌水量的增加,番茄叶片光合速率呈开口向下的抛物线状变化;光合速率随施氮量、施磷量、施钾量和有机肥用量的增加呈先减少后增加的变化规律。交互效应表现为,灌水量与施氮量和施磷量呈负的交互作用,有机肥用量与灌水量、施氮量和施钾量、施氮量与有机肥用量、施钾量与有机肥用量对光合速率的影响具有正交互作用。灌水和氮、磷、钾、有机肥施用对番茄叶片光合速率的影响既相互促进,又相互制约,只有合理的水肥管理措施才能提高番茄叶片的光合速率。 相似文献
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通过常规灌水量(W1)和在梨枣树萌芽展叶期亏水量(W2)2个灌水水平与常规施氮量(N1)、2/3施氮量(N2)、1/2施氮量(N3)3个氮素水平的耦合试验,研究了不同水氮耦合对梨枣树光合特性的影响。结果表明,在常规水处理下,梨枣树的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、净光合速率均随着施氮量的增加先增加后降低,而胞间CO2摩尔分数先减少后增加;在亏水处理下,除了胞间CO2摩尔分数处理N2高于处理N3外,其他光合特性指标均小于处理N3,但净光合速率基本相同。净光合速率最大值出现在常规水中氮处理(W1N2)。 相似文献
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针对目前温室光照、CO2调控效益不高等问题,提出了一种基于高斯曲率最大化的蓝莓温室光照和CO2综合调控策略。首先通过采集不同温度、光照强度、CO2浓度嵌套下的蓝莓净光合速率,建立不同温度下包含光照强度、CO2浓度的蓝莓净光合速率机理模型;接着根据不同温度下蓝莓光合速率机理模型的高斯曲率函数构造适应度函数,并采用粒子群算法进行最大值寻优,计算高斯曲率最大值所对应的光照强度和CO2浓度,获得不同温度下光照强度、CO2浓度高斯曲率最大点;最后基于多项式拟合,建立不同温度下光照、CO2综合调控策略。通过与最大净光合速率饱和点的调控对比发现,平均光照强度下降60.73%,CO2浓度下降25.00%,而平均净光合速率仅下降14.29%。与实际蓝莓净光合速率对比发现,采用本文提出的光照、CO2综合调控策略,蓝莓净光合速率较实际值平均提高1.87倍以上。说明本文提出的光照、CO2综合调... 相似文献
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为探寻烤烟节水灌溉优化模式,采用避雨控水试验研究9种灌溉模式对烤烟不同生育期光合特性的影响。结果表明,伸根期灌溉控制下限为60%田持能显著提高该期烤烟净光合速率,并能显著促进烤烟旺长期净光合速率提高;成熟期灌溉控制下限为60%田持较70%田持更有利于提高该期烤烟净光合速率和叶片水分利用效率;推断"伸根期-旺长期-成熟期"灌溉下限为"60%-70%-60%"田持的灌溉模式在9种模式中为提高烤烟全生育期净光合速率的最优模式。 相似文献
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《灌溉排水学报》2019,(Z1)
【目的】研究不同生育阶段水分胁迫对水稻叶片光合速率的影响以及水分胁迫条件下水稻叶片光合速率变化对气孔限制值的响应规律,明确不同生育阶段水分胁迫对水稻光合特性和水分利用的综合影响,探寻水稻不同生育阶段适宜的水分管理模式。【方法】采用盆栽实验,以常规淹水灌溉模式土壤水分条件作为对照,在水稻分蘖、拔节、抽穗和乳熟期分别设置轻旱、中旱、重旱3种水平的水分胁迫,共12种处理,每个生育阶段设置正常供水作为对照,并对水稻叶片光合参数进行了测定。【结果】正常供水的水稻由于光合"午睡"现象的影响,光合速率日变化曲线为"M"型。处于低谷时间段的轻度、中度水分胁迫会减轻"午睡",使该时间段的光合速率高于CK,其余时间段随着水分胁迫程度增加,水稻叶片的光合速率逐渐降低;重度水分胁迫使光合速率在各个生育阶段处于较低水平。分蘖期、抽穗期、乳熟期进行轻度水分胁迫显著增加了气孔限制值和水分利用效率;而重度水分胁迫使抽穗、乳熟期的气孔限制值显著降低,对水分利用效率影响不显著。【结论】水稻单生育阶段轻度的水分胁迫可以有效减轻"午睡"现象,从而使"午睡"时的叶片光合速率高于正常供水,并保证了水分的高效利用。 相似文献