绿色木霉对干旱胁迫玉米幼苗光合及叶绿素荧光特性的影响

为探究绿色木霉(Trichoderma viride)对干旱胁迫玉米幼苗光合及叶绿素荧光特性的影响。以玉米品种稷秾107号为试验材料,采用室内盆栽试验法,于玉米4叶1心期绿色木霉灌根处理,共设4个处理:清水(CK)、干旱(DSCK)、正常水分条件接种绿色木霉(TK)、干旱胁迫下接种绿色木霉(DSTK),研究对幼苗地上部形态及光合特性的影响。TK与CK处理组相比,玉米幼苗的地上部株高、茎粗、叶宽、叶面积均显著增加(P<0.05),玉米幼苗的净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(G_(s))、胞间CO_(2)浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)均差异显著(P<0.05)。干旱胁迫下接种绿色木霉处理(DSTK)与DSCK相比,玉米幼苗的株高、茎粗、叶宽、叶面积、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、水分利用效率均显著提高(P<0.05);分别增加43.96%、168.91%、96.32%、168.21%、91.56%、138.46%、158.68%、141.16%、66.41%。DSTK组玉米幼苗叶片最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、光化学淬灭系数(q_(P))、光合电子传递速率(ETR)也显著高于DSCK组(P<0.05),而非光化学淬灭系数(NPQ)降低了22.55%(P<0.05);玉米叶片色素含量的增幅表现一致,菌液处理的幼苗总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量显著高于CK处理组(P<0.05)。相关性分析表明,玉米幼苗叶片的地上形态学指标与光合特性各参数呈显著正相关。而非光化学猝灭系数与形态学指标、叶绿素含量、气体交换参数呈显著负相关。绿色木霉能够促进玉米幼苗生长,且提高玉米幼苗的光合特性,从而提高玉米的抗旱能力。

乳酸菌和混合酸对苜蓿青贮品质、叶绿素及其降解酶的影响

为了探究紫花苜蓿(Medicago sativa L.)青贮过程中叶绿素及其降解酶含量的变化规律,试验采用双因素试验设计(添加剂×3,天数×13),处理包括对照组(Control)、添加乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)(植物乳杆菌,105 cfu·g^(-1)新鲜物质基础)组和添加混合酸(Mixed acid,MA)(添加量4%)组。结果表明:与对照青贮相比,LAB和MA处理的青贮pH值较低,乳酸含量较高。对照组中叶绿素a和叶绿素b含量低于LAB组,高于MA组。在苜蓿青贮过程中,LAB抑制了叶绿素降解酶的活性,抑制了叶绿素的降解,MA则相反。综上:添加LAB可以改善紫花苜蓿青贮发酵品质,且LAB组的紫花苜蓿青贮中叶绿素含量最高,叶绿素降解酶含量最低。本研究为调制生产富含功能性成分的苜蓿青贮饲料提供了理论基础。

干旱-复水对桂西北喀斯特地区青冈栎幼苗叶片光合能力、叶绿素荧光和显微结构的影响

【目的】探讨喀斯特地区适生种青冈栎幼苗对“干旱-复水”环境的适应机制,为该地区植被恢复和人工造林提供理论依据。【方法】以当年生实生苗为材料,通过盆栽控水试验研究4种土壤干旱胁迫强度[对照(-0.1 MPa)、轻度干旱(-0.5 MPa)、中度干旱(-0.9 MPa)和重度干旱(-1.5 MPa)]及复水处理对叶片水分状况、光合效率、叶绿素荧光和解剖结构参数的影响。【结果】(1)随干旱胁迫加剧,叶片相对含水率、水势、净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(Gs)和胞间CO_(2)浓度(C_(i))均显著降低,而气孔限制值(L_(s))显著增加,但轻度胁迫下各光合参数以及轻中度胁迫下瞬时水分利用效率(WUE)均不受显著影响。复水后,各干旱处理叶片水分参数、P_(n)、T_(r)、Gs、C_(i)、WUE均比复水前提高,L_(s)比复水前降低;轻度胁迫复水后叶片水分和光合参数均优于对照,中度胁迫仅L_(s)未恢复,重度胁迫复水后叶片水分和光合参数均未恢复。(2)随干旱胁迫加剧,叶片初始荧光(F_(o))显著增加,最大荧光(F_(m))、最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))和潜在光化学效率(F_(v)/F_(o))均显著下降,且在轻度胁迫下均与对照显著差异。复水后,各干旱胁迫处理F_(m)、F_(v)/F_(m)和F_(v)/F_(o)比复水前提高,而F_(o)均略低于复水前,轻度胁迫复水后各叶绿素荧光参数均恢复或优于对照,中度和重度胁迫复水后F_(o)未恢复,且重度胁迫复水后F_(v)/F_(m)仅为0.75。(3)随干旱胁迫加剧,叶片厚度、上下表皮厚度、气孔密度、主脉导管直径均显著增加,叶片气孔器长度、宽度、开口面积、海绵组织厚度均显著降低,而栅栏组织厚度、栅海比和主脉厚度均表现为中度>轻度>对照>重度。复水后,各干旱胁迫处理气孔开口面积和主脉厚度比复水前显著提高;而轻度胁迫叶片结构参数也均恢复或优于对照,中度胁迫气孔开口面积仍显著低于对照,重度胁迫气孔开口未能恢复打开,主脉厚度也低于对照。【结论】青冈栎幼苗有较强耐旱性和旱后恢复能力,适合作为喀斯特地区的生态恢复树种,但在青冈栎幼苗抚育阶段应免受中度以上干旱胁迫(-0.9 MPa),以利于旱后恢复生长。

不同品种山核桃幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性的比较分析

为了给不同品种山核桃高效栽培提供科学依据,开展5个山核桃品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性的比较分析来筛选高光效品种,以2年生山核桃为研究对象,采用光合测定仪(LI-6800)及叶绿素荧光仪(MINI-PAM-Ⅱ)测定5个品种山核桃的叶片光合及叶绿素荧光特性,进行相关性分析,并利用隶属函数法对光合能力进行综合评价。相关性分析结果显示:5个山核桃品种P_(n)、C_(i)、G_(s)、T_(r)、WUE等指标均达到极显著差异;净光合速率与G_(s)、T_(r)呈极显著正相关,C_(i)与G_(s)、Y_(II)呈显著性正相关,与qP呈显著性负相关。隶属函数分析表明,供试品种的光合能力依次为:宁国山核桃2号>宁国山核桃4号>宁国山核桃3号>宁国山核桃5号>宁国山核桃1号。可见5个山核桃品种光合特性存在差异。宁国山核桃2号和3号光合能力较强,蒸腾速率较高,水分利用率低,生产中宜选择水肥条件较好的造林地;宁国山核桃4号耗散过剩光能热量的能力最强,具有较高的光保护能力,其他山核桃品种幼林期建议间作高杆玉米等适度遮阴。

套袋对油桃果皮叶绿素降解及相关基因表达的影响

【目的】叶绿素含量是影响果皮底色及果实外观的关键因素,以两个成熟期接近的桃品种为材料,初步探究了套袋对油桃果皮叶绿素降解规律及叶绿素降解相关基因表达的影响,以期为桃果实成熟期判定及底色差异确定依据。【方法】以中油18号和中油19号两个油桃品种为研究对象,测量成熟前套袋与不套袋油桃果皮色差、叶绿素含量等指标,用荧光定量PCR检测套袋对叶绿素降解相关基因的影响,通过分析叶绿素含量与相关基因表达的关系,确定套袋对油桃果皮叶绿素降解的影响。【结果】套袋处理增加了油桃果皮的亮度(L^(*)值),提高了黄肉品种中油19号的果实b^(*)值,套袋也使果皮叶绿素降解提前。荧光定量结果显示,PpCLH1在套袋果实成熟前23 d和12 d的表达量均高于不套袋,PpPAO在中油19号果实成熟过程中表达量升高。PpSGR基因在中油18号和中油19号果实完全成熟时相较于不套袋材料显著高表达,而经过套袋处理后在成熟前23 d会提前表达,且表达量显著升高。【结论】套袋会导致果皮叶绿素降解基因PpCLH1、PpSGR提前高表达,叶绿素提前降解,说明PpCLH1、PpSGR是桃果实成熟前果皮叶绿素降解的关键基因,这对进一步解析桃果实发育过程中果皮叶绿素降解提供了一种新的思路,也为探索桃果实发育过程中叶绿素降解的分子机制提供参考。

嫁接方法与套袋处理对山苍子生长、光合特性及叶绿素荧光特征的影响

【目的】比较嫁接方法和套袋处理对山苍子嫁接幼苗生长、光合特性和叶绿素荧光特征的影响,筛选出最适宜的山苍子嫁接方法。【方法】以1年生山苍子实生苗为砧木、3年生山苍子穗条为接穗,分别采用嵌芽接、劈接和切接3种方法嫁接,每种嫁接方法设置套袋和不套袋2个处理,测定不同组合处理嫁接苗的成活率、生长性状指标、叶片光合特性和叶绿素荧光参数,对各指标进行多重比较,并利用模糊隶属函数法对各组合处理的嫁接苗情况进行综合评价。【结果】3种嫁接方法中,不套袋嵌芽接的嫁接成活率最高(93.75%),劈接苗和切接苗经套袋处理的成活率分别较不套袋处理提高9.03%和26.01%;整体以套袋处理成活率稍高。不同山苍子嫁接苗新枝长、新枝基径和叶片数在嫁接后120~150 d达到峰值,其中新枝长以套袋切接苗最大,新枝基径以套袋嵌芽接苗最大,叶片数以不套袋切接苗最大,分别为26.06 cm,5.69 mm和35.55片。与不套袋处理相比,套袋处理嵌芽接和劈接苗叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(T_(r))和气孔导度(G_(s))均有所降低,切接苗叶片的P_(n)、T_(r)、G_(s)和水分利用率(WUE)均有所提高;叶片胞间CO_(2)浓度(Ci)以套袋劈接苗最高,为272.11μmol/mol。与不套袋处理相比,套袋处理嵌芽接苗叶片的实际光化学效率(YⅡ)和光化学荧光淬灭系数(qP)以及切接苗PSⅡ最大光合效率(F_(v)/F_(m))、YⅡ和非光化学荧光淬灭系数(NPQ)均有所提高,而嵌芽接苗和劈接苗叶片的F_(v)/F_(m)、NPQ以及切接苗叶片的qP均有所降低。不同组合处理山苍子嫁接苗综合评分从高到低依次为套袋嵌芽接苗>不套袋劈接苗>套袋切接苗>不套袋嵌芽接苗>不套袋切接苗>套袋劈接苗。【结论】山苍子不同组合处理中,以套袋嵌芽接苗和不套袋劈接苗各项指标的综合表现较优,其最适宜的嫁接方法为套袋嵌芽接,建议在江西地区推广应用。

不同生育期水分胁迫对葡萄叶绿素荧光参数指标和产量的影响

研究不同生育期水分胁迫对葡萄叶绿素相对含量、叶绿素荧光特性和产量的影响,探究葡萄不同生育期水分胁迫下的叶绿素荧光响应调节机制,指导葡萄生长的灌水策略。以3 a生鲜食葡萄“玫瑰香”为供试材料,采用滴灌的灌水方式,设置了6个水分胁迫处理(全生育期胁迫、萌芽期胁迫、新梢生长期胁迫、开花期胁迫、膨大期胁迫、着色期胁迫)和1个对照处理(充分灌溉田间持水量的90%)。结果表明:水分胁迫降低了葡萄叶绿素相对含量、Fv/Fm(最大光化学效率)、Y_((2))(光化学量子产量)、q^(N)(非光化学淬灭系数)、q^(P)(光化学淬灭系数)、ETR(电子传递速率)等光合叶绿素荧光参数指标,复水后均有所恢复,但全生育期和膨大期水分胁迫对植株造成了不可逆的影响,显著降低了果实单粒重和穗重,导致减产13.53%和11.70%;而萌芽期水分胁迫并未显著降低叶绿素相对含量,最终实现增产9.87%。萌芽期水分胁迫复水后会引起生理指标的反弹,实现葡萄的节水增产。

高效液相色谱法测定食品中叶绿素a和叶绿素b的含量

目的建立高效液相色谱法测定食品中叶绿素含量的方法。方法以提取溶剂、提取方式、提取时间为考察因素,设计正交试验,对绿宝石甜瓜、黑米和菠菜中叶绿素的提取条件进行选择,确定提取叶绿素最优条件为甲醇溶液超声提取2 min。色谱条件为C_(18)色谱柱(150 mm×4.6 mm,5μm),柱温30℃,甲醇为流动相,等度洗脱,流速1.0 mL/min,叶绿素a吸收波长是665 nm,叶绿素b吸收波长是468 nm。结果叶绿素a和叶绿素b在0.50~20.00μg/mL范围内与峰面积有良好的线性关系。绿宝石甜瓜、黑米、菠菜中叶绿素a和叶绿素b精密度的相对标准偏差均小于10%,加标回收率均在90.0%~110.0%之间,表明方法精密度好,添加回收率高。结论试验建立的方法重复性好、准确度高,可以准确定量食品中叶绿素的含量。

自然高温干旱下7个香椿无性系的叶片解剖结构及叶绿素荧光特性比较

揭示不同香椿无性系在自然高温干旱胁迫下的叶片解剖特征和光合生理响应机制,为香椿栽培和种质资源利用提供参考。以‘XC34-2’、‘XC12-10’、‘XC9-9’、‘XC18-4’、‘XC6-6’等5个香椿无性系2年生截干苗为研究对象,以‘黑油椿’、‘红油椿’2个乡土品种为对照,测定自然高温干旱胁迫下香椿叶片解剖结构、叶绿素含量、叶绿素荧光参数特征,采用单因素方差分析比较所有指标在无性系间的差异。结果表明,5个无性系的中脉比‘黑油椿’、‘红油椿’薄,除海绵组织外,其他各项解剖结构均比‘黑油椿’、‘红油椿’厚,其中‘XC18-4’的叶片最厚,栅栏组织和海绵组织最发达,角质层最厚的‘XC34-2’(2.01μm)是角质层最薄的‘红油椿’的1.63倍。7个无性系在相同的干热环境中受到的光抑制程度存在极显著差异,Fv/Fm为0.67~0.79。高温干旱胁迫影响香椿无性系PSⅡ吸收的激发能的能量分配,‘XC34-2’的Y(Ⅱ)更高,Y(NO)、Y(NPQ)均较低,‘红油椿’大致与之相反。此外,不同的无性系在高温干旱环境中采取了不同的光保护策略,‘XC9-9’和‘XC18-4’的过剩激发能主要由关闭态的PSⅡ反应中心贡献,同时过剩的激发能量转向调节性能量耗散以Y(NPQ)为主,而‘红油椿’和‘XC6-6’的非调节性能量耗散Y(NO)在未做功的能量中起到同等重要的作用。根据主成分分析筛选出角质层厚度、叶绿素a与叶绿素b的比、最大光化学量子产量和栅栏组织厚度4个典型指标。平均隶属函数结果显示,5个无性系的耐高温干旱能力均强于2个乡土品种,其中,‘XC18-4’具有较强的抵御干热灼伤、水分调节以及光能吸收、转化和利用能力,隶属函数平均分最高(0.929),根据5级评分法划分为高抗无性系;‘XC34-2’(0.742)次之,属于抗高温干旱无性系,‘红油椿’(0.219)最差,为干热较敏感型无性系。

油菜角果叶绿素含量传感检测技术在农业信息化中的应用研究

该文研究油菜叶绿素含量传感检测技术在农业信息化中的应用,探讨其在作物生长监测、营养管理与施肥优化、病虫害预测与防控等方面的重要性。通过分析突出该技术在提高农业生产效率、实现资源精细管理方面的广泛应用。最后,该文也讨论该技术面临的测量误差与精度问题、传感器的稳定性与耐久性等挑战,期望通过不断深化研究,该技术能够更好地服务于现代农业的可持续发展与智能化管理。

低温处理下青花菜衰老过程中叶绿素降解相关基因的表达

为研究不同低温处理对青花菜黄化衰老过程中叶绿素变化及叶绿素降解相关基因表达量的影响。以兰州高原特色蔬菜‘耐寒优秀’品种的青花菜为试验材料,设置近冰温(-0.7℃~-0.4℃)、4℃、10℃3个贮藏温度。结果表明,近冰温(-0.7℃~-0.4℃)处理组在整个贮藏期叶绿素含量显著高于4℃、10℃处理,且L^(*)、a^(*)和b^(*)显著低于4℃和10℃处理。在整个贮藏期,近冰温处理的青花菜BoCLH1(叶绿素酶1)和BoCLH2(叶绿素酶2)的表达量显著低于4℃、10℃处理,这说明近冰温处理抑制了青花菜贮藏期BoCLH1(叶绿素酶1)和BoCLH2(叶绿素酶2)的表达,而4℃、10℃处理诱导了青花菜贮藏期BoCLH1(叶绿素酶1)和BoCLH2(叶绿素酶2)的表达;近冰温处理的青花菜BoPPH(脱镁叶绿素酶)的表达量随着贮藏时间的延长不断下降,而在4℃和10℃处理组中在贮藏15 d时有显著上升,且始终高于近冰温处理组。近冰温处理的BoPaO(脱镁叶绿酸a加氧酶)表达量高峰出现明显滞后,而BoRCCR(红色叶绿素代谢产物还原酶)的表达量在贮藏过程中始终显著高于4℃和10℃处理组。可见,近冰温处理可有效抑制叶绿素的降解,延缓青花菜组织衰老。

南疆地区复种早熟粮饲兼用玉米叶绿素荧光特征分析

【目的】为明确南疆地区复种早熟粮饲兼用玉米品种最佳种植密度以及不同密度下叶绿素荧光特征参数变化规律及其与产量形成的关系,为南疆地区复播玉米种植技术的提升提供参考依据。【方法】以自育早熟粮饲兼用玉米杂交新品种XL1822和XL1903为材料,设置高、低两种密度(9.00×10^(4)和11.25×10^(4)株/hm^(2)),研究两个玉米品种高、低密度下叶片叶绿素荧光特征参数、主要农艺性状、干物质积累及产量结构等的差异。【结果】XL1822低密度处理在拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期叶片实际光量子产量[Y(Ⅱ)]、光化学淬灭系数(qL)、PSⅡ反应中心活性较高;XL1903高密度处理在拔节期、大喇叭口期、吐丝期叶片Y(Ⅱ)、qL较高。XL1822低密度处理在吐丝期、灌浆期、成熟期叶片SPAD值略高于高密度。XL1903高密度处理全生育期叶片的SPAD值较高。XL1822低密度籽率产量为9250 kg/hm^(2)、干物质积累量为15590 kg/hm^(2),显著高于高密度处理。XL1903高密度籽率产量为9065 kg/hm^(2)、干物质积累量为19095 kg/hm^(2),显著高于低密度处理。【结论】较高的叶绿素荧光特征参数和SAPD值为玉米产量形成和干物质积累奠定基础。极早熟品种XL1822低密度处理、早熟玉米品种XL1903高密度处理在关键生育时期植株Y(Ⅱ)、qL、PSⅡ反应中心活性较高,因此XL1822种植密度为9×10^(4)株/hm^(2),XL1903种植密度为11.25×10^(4)株/hm^(2)时在南疆地区可获得较高产量。

葡萄叶绿素荧光参数测量方法的优化与日变化特征分析

【目的】确定葡萄叶绿素荧光参数测量最适的暗适应时间、测量光强度,分析葡萄叶绿素荧光参数日变化特征并确定最适测量时间,提出优化测量方法的建议,为进一步研究葡萄光合特性提供理论依据,以提高研究数据的准确性和可靠性。【方法】选择阳光玫瑰葡萄和巨峰葡萄叶龄为40~50 d的健康成熟叶片,利用JIP测定(JIP-test)和主成分分析(PCA)研究葡萄叶片在不同暗适应时间(5、10、15、20、25、30、35和40 min)、不同测量光强度[500、1000、1500、2000、2500、3000和3500μmol/(m^(2)·s)]和一天中不同时间点(8:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00和20:00)的快速叶绿素荧光诱导动力学(OJIP)曲线特征,分析不同测量条件对葡萄叶片叶绿素荧光参数的影响。【结果】暗适应时间和测量光强度均明显影响葡萄叶片叶绿素荧光参数,较长的暗适应时间和较高的测量光强度能获得更稳定和可靠的测量结果。OJIP曲线特征显示,在较短的暗适应时间(5~15 min)内,各暗适应时间与暗适应5 min间的特征区间(OJ相、JI相和IP相)相对可变荧光差值(ΔWOJ、ΔWJI和ΔWIP)曲线变化幅度较大,初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))和最大光化学效率(F_(v)/F_(m))等参数波动较大,当暗适应时间达30 min以上时,各参数再无显著变化(P>0.05,下同),趋于稳定。随着测量光强度的增加,F_(m)、F_(v)/F_(m)、OJIP曲线的初始斜率(M_o)和单位面积反应中心数量(RC/CSm)等参数呈上升趋势,各测量光强度与500μmol/(m^(2)·s)测量光强度间的ΔWOJ、ΔWJI和ΔWIP曲线呈正K峰、负H峰和正G峰,当光强度达3000μmol/(m^(2)·s)以上时,各参数均无显著变化。葡萄叶片的多数叶绿素荧光参数随着一天中时间点的推移而变化,光系统II(PSII)光化学效率在12:00之前较高,14:00时光化学效率下降,16:00之后PSII逐渐恢复至最佳状态。【结论】针对葡萄叶片进行OJIP曲线测定时,暗适应时间应为30 min以上,最小测量光强度为3000μmol/(m^(2)·s),测量时间宜选择在12:00之前和16:00之后,以确保结果的准确性和可靠性。

基于时空融合算法的水体叶绿素a反演研究

为了准确反演水体中叶绿素a浓度,以黄柏河东支流域为例,采用STNLFFM时空融合算法,对2017年GF-4和Sentinel-2反射率数据进行融合,以重构Sentinel-2影像的时间序列数据,并对应用算法前后获取的水质参数-光谱特征响应关系建立多元线性回归模型,比较模型对叶绿素a的预测效果以验证时空融合算法的可行性,利用重构后影像光谱特征与水质参数的响应关系建立人工神经网络模型,反演2017年黄柏河东支流域各水库水体叶绿素a浓度。结果表明:利用时空融合算法生成的影像接近真实影像,提高了多元线性回归模型预测叶绿素a的效果,R2从融合前0.659提高至融合后0.844,且基于时空融合算法获取的水质参数-光谱关系建立的人工神经网络模型模拟精度较好,R2和MRE达到0.925和9.461%,反演的叶绿素a浓度空间差异性明显。证明了时空融合算法在水质参数反演过程中具有较好的应用前景。

呼伦贝尔草原生长季叶绿素荧光的特征及其对气象条件变化的响应

在2022年生长季内,基于轨道植被观测仪(型号NZD-G1)对呼伦贝尔草原开展了日光诱导叶绿素荧光(Solar-Induce chlorophyll Fluorescence, SIF)的原位观测。相较于归一化植被指数,SIF的低频变化分量同样可以表征植物在生长季内的长势变化,而高频变化可以更清楚地监测植物内光合作用的生理过程,且其高频变化与气象条件密切相关。土壤水含量和SIF的关系是非线性的,当降水持续偏多导致土壤偏涝时,牧草的生理代谢减弱,光合作用减缓(SIF值偏低);当前期降水适量导致土壤湿润,且太阳辐射较强时,SIF值可以持续稳定在较高水平,植物光合作用旺盛,长势良好。而在生长季后期,偏凉的秋雨会显著降低植物的光合作用,且后期难以恢复。

不同频率氮添加对内蒙古典型草原植物叶绿素的影响

大气氮沉降会影响植物功能性状的变异和进化,进而作用于植物个体和生态系统功能。研究草地生态系统植物功能性状在不同氮添加模式下的响应差异,对更准确地评估植物对环境变化的适应性至关重要。基于内蒙古草原野外长期氮沉降模拟实验平台,研究氮添加频率对优势物种羊草和冰草叶绿素含量的影响,结果表明每年一次氮添加使羊草叶绿素含量增加最多(15.21%),而每月一次氮添加对冰草叶绿素含量影响最大(增加了14.74%)。氮添加尤其是每年一次氮添加显著增加了土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量,并使土壤pH显著降低。这些结果表明:羊草叶绿素含量对低频率氮添加响应更明显,而高频率氮添加对冰草叶绿素含量的影响更显著,这两类物种间养分吸收策略存在明显差异。启示低频率氮添加可能高估了氮沉降对羊草叶绿素含量的影响,而低估了对冰草叶绿素含量的影响,这对准确预测植物叶片功能性状对大气氮沉降的变异具有重要意义,并将有助于应用到植物功能性状预测生态系统功能和过程响应未来全球变化的模型中。

热胁迫对5个品种观赏桃叶片叶绿素含量和叶绿素荧光的影响

研究不同胁迫时长下温度对5个品种观赏桃叶片叶绿素含量和叶绿素荧光的影响,并比较观赏桃的耐热性。测定经过不同处理后观赏桃叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数变化,利用主成分分析法和模糊综合评价法比较不同品种观赏桃的耐热性。结果表明,随着热胁迫时间的延长、温度的逐渐升高,5个品种观赏桃叶片叶绿素含量降低,Fo值上升,Fm和Fv/Fm值下降;ABS/RC、TR_(o)/RC、DI_(o)/RC、ET_(o)/RC均增加;φP_(o)、φ_(o)和φE_(o)先逐渐升高再快速下降,在叶片失活前φDo达到最大值,失活后快速下降并趋近于0。温度在43℃以下时,处理时长对叶片结构和功能无明显影响;温度在43℃左右及以上时,无论短时的高温还是长时间的高温,均导致叶片细胞膜系统的结构、光系统Ⅱ反应中心及其电子传递链的结构受到不可逆的损伤。说明观赏桃的叶绿素含量和叶绿素荧光参数的变化主要与胁迫温度有关。不同品种观赏桃耐高温的能力存在差异,‘迎春桃’的耐热性最强,‘满天红桃’耐热性最弱。

基于红光波段日光诱导叶绿素荧光逃逸率的小麦条锈病遥感监测

小麦条锈病是影响小麦产量的主要病害之一,及时探测到病害信息对小麦条锈病的防控具有重要意义。红光波段日光诱导叶绿素荧光(red solar-induced chlorophyll fluorescence,RSIF)能够敏感反映植物光合生理状态,SIF逃逸率与冠层几何结构、叶片光学特性和植被光能利用率密切相关。为实现小麦条锈病及时准确的探测,该研究基于SIF逃逸率函数计算方式,利用野外实测数据计算不同尺度SIF(冠层尺度SIFCanopy、光系统尺度SIFPS)及其逃逸率(εCP),分析了RSIF逃逸率(RεCP)监测小麦条锈病的生理基础,探讨了条锈病胁迫下RεCP的响应特性,并将其与SIF及其衍生参数(荧光产率ФF、表观SIF产量SIFy)、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、MERIS陆地叶绿素指数(MERIS terrestrial chlorophyll index,MTCI)、简单比值植被指数(simple ratio vegetation index,SR)进行比较。结果表明:RεCP与氮平衡指数(nitrogen balance index,NBI)、叶绿素(chlorophyll,Chl)、类黄酮(flavonoid,Flav)和花青素(anthocyanin,Anth)4个生理参数的相关性均达到了极显著性水平,且优于光系统尺度RSIF和远红光波段SIF(far-red solar-induced chlorophyll fluorescence,FRSIF),与叶面积指数(leaf area index,LAI)的相关性则优于冠层尺度FRSIF,RεCP能够更好地反映病害胁迫引起的作物生理和冠层结构的变化。在冠层尺度FRSIF(FRSIFCanopy)、光系统尺度FRSIF(FRSIFPS)和RSIF(RSIFPS)、红光波段表观SIF产量(RSIFy)及其荧光产率(RФF)、NDVI、MTCI、SR等特征变量中,RεCP与病情严重度(severity level,DSL)的相关性最高。低叶绿素含量(Chl≤30)和中高叶绿素含量(Chl>30)下,RεCP对小麦条锈病胁迫的响应均最为敏感,其与DSL的相关性均优于达到极显著性水平的SIF及其衍生参数和植被指数。RεCP是小麦条锈病遥感监测的适宜因子,研究结果对提高小麦条锈病的遥感监测精度具有重要意义,同时亦对其他作物胁迫的遥感监测具有一定的参考价值。

7个杨树品种苗期叶片解剖结构和叶绿素荧光特性研究

本研究旨在筛选具有高抗逆性和强适应性的杨树优良品种。通过系统研究7个杨树品种的苗期表观生长性状、叶片解剖结构和叶绿素荧光生理特征,并采用单因素方差分析方法比较各品种间指标的差异,同时运用主成分分析法对苗期的生态适应性进行综合评价。结果表明显示,(1)各杨树品种苗期生长表现、叶绿素含量和叶绿素荧光参数之间存在显著差异,叶片解剖结构中的下层栅栏厚度、上表皮厚度及上表皮相对厚度有显著差异。其中‘湘林75’和‘巨霸杨’叶绿素含量较高,Y(Ⅱ)、ETR、qP等叶绿素荧光参数也较高,光合能力较强;‘江淮1号杨’叶片较厚,下层栅栏组织发达,抗旱性较强。(2)叶片解剖结构与叶绿素荧光参数间存在相关关系,中脉厚度与ETR、Y(Ⅱ)均显著负相关,栅栏组织、CTR与Fv/Fm显著正相关。叶绿素含量与叶绿素荧光参数间存在相关关系,但未达显著水平。(3)7个杨树品种苗期生态适应性由强到弱为‘湘林75’>‘巨霸杨’>‘湘林90’>‘湘林80’>‘江淮1号杨’>‘2025杨’>‘皖林1号杨’(CK)。

基于无人机多光谱的猕猴桃园冠层叶绿素含量检测方法

为实现对猕猴桃园区果树整体生长健康状况的快速、大规模监测,以猕猴桃园冠层叶片为研究对象,基于无人机拍摄果园多光谱图像,然后利用Pix4Dmapper软件拼接多光谱图像,获取果园的正射影像图,并进行辐射校正。切分正射影像为420个区域图像作为样本,采用最大类间方差法(Otsu)分割样本图像的冠层叶片与土壤背景,并实测每个样本的冠层SPAD值,构建冠层叶片多光谱数据集。采用箱线图法对数据集进行异常值检测,剔除异常样本;然后利用多光谱图像多通道的数据特点,提取图像的相邻通道变化率和23种常用植被指数,以及二者组合作为样本特征值,接着利用CARS、LARS、IRIV等3种特征筛选算法优选特征,分别结合偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量回归(SVR)、岭回归(RR)、多元线性回归(MLR)和极限梯度提升树(XGBoost)、最小绝对收缩和选择算子回归(Lasso)、随机森林回归(RFR)、高斯过程回归(GPR)等8种方法构建模型,识别猕猴桃园冠层SPAD值;最后对比分析以不同样本特征构建的24个模型的性能,实验结果表明:以相邻通道变化率为特征建立的模型中,GPR模型性能最好,R^(2)、RMSE分别为0.770、3.044;以植被指数和相邻通道变化率组合特征建立的模型中,GPR模型性能也最好,R^(2)、RMSE分别为0.783、2.957;以植被指数为数据特征建立的XGBoost模型性能最优,R^(2)、RMSE分别为0.787、2.933;因此基于无人机遥感的智能检测模型能够对果园冠层叶绿素含量进行准确评估。