棉花主茎叶SPAD值与氮素营养诊断研究

选用美棉33B和泗棉3号两个叶色深浅差异明显的品种,设置氮素水平(0、120、240、360和480 kg hm-2纯氮)试验,研究棉花主茎叶SPAD值的叶位分布,对棉花进行氮素营养诊断。结果表明,棉花主茎顶部4张定型叶片的SPAD值对施氮水平反应的敏感程度存在显著差异,随施氮量增加,棉花主茎顶1、2、3、4定型叶SPAD值的大小位次发生明显变化,其中以顶1定型叶对施氮量增加的响应最为敏感,顶4定型叶最为迟钝。利用顶1定型叶与顶4定型叶SPAD值的相对差值,可较精确地诊断棉花的氮素营养水平,并能克服品种和生育时期不同的影响,是一种具有普适性的棉花氮素营养诊断指标。

基于SPAD值的水稻施氮叶值模型构建及应用效果

【目的】研究分析不同地力条件、施氮量、SPAD值衍生指标、产量之间的关系,实现简便、快速、无损地推荐水稻施氮量,构建基于SPAD值的水稻施氮叶值模型。【方法】2015年和2016年以杂交籼稻Q优6号为试验材料,设4种施氮水平(0、75、150、225 kg·hm^(-2)),探讨产量、SPAD值衍生指标与田块表观供氮量之间的关系,并对初步构建的叶值模型进行变量施氮应用效果研究。【结果】产量与抽穗期田块表观供氮量之间具有极显著的曲线关系,两年拟合度R2分别为0.5523,0.7148。在其拟合关系下2年度最高产量分别为9 264.93 kg·hm^(-2)、11 167.97 kg·hm^(-2),相差1 903.14 kg·hm^(-2),2016年产量相比2015年增加20.54%;达到最高产量的表观总吸氮量较为接近,分别为575.27 kg·hm^(-2),546.71 kg·hm^(-2),仅相差28.56 kg·hm^(-2),2016年表观总吸氮量相比2015年减少4.96%。不同年度的拔节期和抽穗期,SPAD值衍生指标中SPADL3(顶3叶SPAD值)、SPADL4(顶4叶SPAD值)、SPADmean(顶部4张叶片的平均SPAD值)、SPADL3×L4/mean(顶3叶SPAD值×顶4叶SPAD值/顶部4张叶片的平均SPAD值)与田块表观供氮量之间具有显著或极显著的线性关系。单张叶片中,SPADL3与拔节期田块表观供氮量,SPADL1与抽穗期田块表观供氮量线性拟合的系数在年份间变化均较小,分别为0.0156,0.0154;0.0172,0.0173。年份间,2016年SPADL3×L4/mean与田块表观供氮量线性拟合的系数和b值比2015年的拔节期依次增加了-28.70%,17.41%;抽穗期依次增加了-15.34%,56.11%。叶值模型施氮总量为表观总吸氮量与土壤表观供氮量之差,通过SPAD值衍生指标可以估测土壤表观供氮量,且抽穗期时SPAD值衍生指标与田块表观供氮量的线性拟合度较拔节期时的高。拔节期时,SPADL4与SPADL3×L4/mean,SPADL3与SPADmean之间估测推荐的施氮总量较为接近,且SPADL4、SPADL3×L4/mean估测的施氮量高出SPADL3、SPADmean50%左右。基于叶值模型的变量施氮效果表明,变量区产量高出对照区产量820.68kg·hm^(-2),变量区的氮素偏生产力、农学利用率和贡献率均明显高于对照区,分别高出13.74%,103.45%,104.12%。确定叶值模型的一般表达式为:Nw=Nz-[(Ys-b)/k-Ng],式中Nw表示施氮总量(kg·hm^(-2)),Nz表示水稻品种表观总吸氮量(kg·hm^(-2)),Ys表示叶片SPAD值衍生指标,Ng表示追肥之前已经施入的氮量(kg·hm^(-2)),k、b是田块表观供氮量(Nx)与叶片SPAD值衍生指标线性关系中的斜率和截距,而田块表观供氮量等于土壤表观供氮量(Nt)与人工已施氮量(Ng)之和。【结论】应用叶值模型的变量施氮减少了产量差,提高了产量以及氮素农学利用率、偏生产力和贡献率。

木薯叶形与光合特性、SPAD值的相关性研究

[目的]研究木薯叶片形态与光合特性、SPAD值之间的相关性,为木薯高产品种选育提供理论依据.[方法]以5个叶形差异较大的木薯品种（系）为材料,测定不同叶位叶片形态指标、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和SPAD值,通过方差分析和相关性分析,探讨叶形对光合特性、SPAD值的影响.[结果]中间裂叶长度与光合生理指标呈显著正相关,中间裂叶长度与净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率的相关系数分别达到0.946、0.981、0.810和0.816;木薯SPAD值与叶形指标、光合生理指标之间相关性不显著;相同品种（系）不同叶位之间叶形指标和SPAD值均差异不明显,SPAD值在第6个叶位（最上部全展叶第23片叶）时较高;净光合速率值总体上随叶位从上到下呈逐渐降低的趋势,木薯最上部全展叶第3～11片叶光合效率最高.[结论]木薯的中间裂叶长度越长,其净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率值越大,品种（系）光合效率越高;保持木薯中上部叶片的光合作用功能对提高木薯产量有重要意义.

茶蚜对不同SPAD值绿色的趋性

以茶蚜（Toxoptera aurantii）为研究对象，研究其对模拟SPAD值（叶色值）绿色和不同施氮量处理茶梢的趋性。结果表明：不同虫态茶蚜对不同SPAD值绿色的趋性存在显著差异，茶树叶片含氮量与其SPAD值之间存在显著的线性关系，茶蚜各虫态对模拟绿色趋性最强的SPAD值的相应含氮量分别为：低龄若蚜在2．83％左右，高龄若蚜在2．83％-3．14％，有翅和无翅成虫在3．14％左右；而各虫态表现出最大趋性的茶树叶片相应含氮量分别为：低龄若蚜在2．64％～3．13％，高龄若蚜在2．68％～2．83％，无翅成虫在2．42％～2．84％，有翅成虫在2．63％～3．13％。表明不同虫态茶蚜对茶树叶片含氮量的需要存在差异，其结果可为茶园合理施肥以及控制蚜虫危害提供依据。

基于不同分析模型的大豆叶片SPAD值和LAI光谱估算比较

为探讨在大豆鼓粒期采用光谱技术估算叶片SPAD值和LAI的有效分析模型和方法,本研究以大田鼓粒期大豆为试验材料,在3个不同时段9:45~10:15(10AM)、11:45~12:15(12PM)和13:45~14:15(2PM)测量冠层全波段光谱反射率,并分别使用极限学习机(ELM)、偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)构建大豆叶片SPAD值和LAI估算模型,并对比不同模型分析结果的估算精度。结果表明:在各模型中,12PM和2PM测定的光谱反射率与大豆叶片SPAD值和LAI的拟合精度均高于10AM。基于RF的大豆叶片SPAD值估算模型验证集的R2为0.910,RMSE为2.006,MRE为3.684;基于RF的大豆LAI估算模型验证集的R^(2)为0.916,RMSE为0.209,MRE为4.383,与ELM、PLSR和SVM相比,有更高的估算精度。综上结果说明大豆鼓粒期在11:45~12:15和13:45~14:15采用RF模型,运用全波段的光谱反射率估算大豆叶片SPAD值和LAI可得到较准确的结果。

基于冬小麦冠层数码图像的叶面积指数和叶片SPAD值的估算

为探究冠层图像分析技术在冬小麦长势监测中应用,6个施氮水平的田间试验条件下,在冬小麦拔节期采集冠层图像,并同步测定冬小麦叶面积指数和叶片SPAD值。通过图像分析软件计算了冬小麦冠层覆盖度及红、绿、蓝亮度值等10种色彩指数,分析了叶面积指数及叶片SPAD值与色彩指数和冠层覆盖度的相关性,利用逐步回归方法构建了叶面积指数及叶片SPAD值的估算模型。结果表明:冬小麦拔节期叶面积指数与冠层覆盖度及几个色彩指数呈极显著相关;叶片SPAD值与红光标准化值等几个色彩指数呈极显著相关;利用叶面积指数估算模型计算的预测值与实测值的线性回归方程的决定系数为0.771,相对均方根误差为25.181%;利用叶片SPAD值估算模型计算的预测值与实测值的线性回归方程的决定系数为0.644,相对均方根误差为6.734%。相关分析和估算模型验证结果表明,基于冠层图像分析的冬小麦拔节期叶面积指数和叶片SPAD值的监测是可行的。

小麦叶片水分及绿度特征的光谱法诊断

通过ASD FieldSpec光谱仪测定2个小麦品种3个氮肥处理、3个水分处理下的叶片反射光谱,用SPAD-502仪测定叶片的SPAD(绿度指数)值,并称取叶重。用ViewSpec Pro与Matlab软件处理光谱数据,分析光谱参数与叶片含水量及SPAD值的相关关系,从而明确叶片水分及绿度特征的最佳波段或光谱指数。结果表明,水分指数(WI)、水分胁迫指数(MSI)及中红外植被指数(MSVI1)与叶片含水量的相关关系密切且表现稳定,均通过了0.05水平的显著性检验;Fd664(664nm附近处一阶导数光谱值)、SDr/SDb(红边区域一阶微分总和与蓝边区域一阶微分总和的比值)与小麦叶片SPAD值的相关性达到极显著水平,因而利用光谱法诊断和监测小麦叶片水分及绿度特征具有良好的可行性,可为遥感技术应用于精准农业提供依据。

氮磷调控及紫云英配施提高早稻冠层特性和产量

为揭示不同氮、磷施用量及配合翻压适量紫云英入田对早稻冠层特性和产量的影响，在7个施氮、3个施磷及2个不施氮/磷水平下，开展早稻全生育期叶面积指数LAI、冠层光合有效辐射PAR传输特性、叶片叶绿素SPAD 值、生育后期剑叶净光合速率 Pn及产量的试验观测。结果表明，氮磷调控可显著影响早稻 LAI、叶片叶绿素含量和叶片光合速率，进而通过调节LAI影响冠层PAR传输特性，最终表现为产量上的差异。缺氮对早稻的影响显著高于缺磷，但在施肥充足时，磷肥对产量的影响比氮肥更加显著。早稻冠层特性和产量随氮、磷施用量的增加表现出边际递减效应，当施用量超过某一值时出现拐点，最终表现为产量的下降。在赣抚平原灌区，187.5～225 kg/hm2施氮量和60～120 kg/hm2施磷量以及翻压15000 kg/hm2紫云英鲜草入田可有效提高早稻LAI和冠层PAR截获率In以及叶片叶绿素含量，维持剑叶生长期内较高的净光合速率Pn，获得高产。

不同追氮方式对寒地玉米相关性状及产量的影响

为了探讨寒地玉米最佳追氮方式,通过大田试验,在玉米主要生育时期测定株高、叶面积指数、SPAD、穗部性状及产量,分析不同追氮方式[CK（不施肥）;PK（不施氮肥）;NPK＋SD1（基肥＋追肥浅追1次）;NPK＋DD1（基肥＋追肥深追1次）;NPK＋DD2（基肥＋追肥深追2次）]对寒地玉米生理性状、农艺性状及产量的影响。结果表明：与CK和PK相比,追氮处理提高了玉米不同生育期株高,至成熟期分别提高11.9%-20.7%和9.1%-17.7%,且氮肥深追较浅追株高提高2.3%-7.9%;显著提高了寒地玉米叶面积指数,拔节至蜡熟期分别提高10.7%-44.4%和6.9%-34.0%;吐丝至吐丝后40d,显著提高不同部位叶片叶绿素含量,且氮肥深追又高于氮肥浅追,但差异不显著;改善了玉米农艺性状,提高了玉米穗长、穗粗、轴粗和穗位高,显著降低了秃尖长度;提高了玉米产量,与CK和PK相比分别提高78.0%-99.7%和54.4%-73.2%,氮肥深追与浅追相比产量提高8.76%-12.2%,以氮肥深追2次（NPK＋DD2）产量最高。氮肥深追可增加单产收入,显著提高纯收入,扩大产投比。研究为寒地玉米高产稳产提供了理论依据。

5种龙船花叶功能性状研究

为了解5个龙船花品种的叶片功能性状特征,对其叶形指数、比叶面积、叶干物质含量和叶片SPAD值等特征进行了测量。结果表明,叶形指数在龙船花品种间存在显著差异,在品种内具有相对的同一性和稳定性,可作为龙船花品种的鉴别依据之一;叶片SPAD值与比叶面积、叶片干物质含量间的相关性不显著,且存在品种间差异;比叶面积和叶片干物质含量间均呈极显著负相关关系;依据比叶面积大小排序得知,5种龙船花的生产力和截获光的能力大小排序为黄花龙船花>龙船花>密花龙船花>黑猫龙船花>宫粉龙船花。

适宜机械收获株行距对黄土旱塬春玉米产量及水分利用效率的影响

通过黄土旱塬适宜机械化收获的不同株行距种植模式,研究不同株行距对春玉米产量和水分利用效率的影响,为该春玉米生产力提升提供理论依据。以紧凑型高产先玉335为供试品种,设置适宜机械化收获的55cm和75cm两种行距,通过株距调整设置6.0万株/hm^2,7.5万株/hm^2,9.0万株/hm^2,10.5万株/hm^2共4种栽培密度,于2014年和2015年连续2年定位试验,研究株行距对春玉米生长发育及水分利用效率的影响。结果表明:与55cm行距相比,75cm行距在干旱条件下能够有效延缓叶片衰老,成熟期依然具有较高的SPAD值、叶面积和叶面积指数,持绿性良好,为光合产物提高给予了支撑。不同株行距种植模式WUE表现不同,吐丝期WUEF基本随密度增加而增大,2种行距下2014年和2015年均是9.0万株/hm^2,10.5万株/hm^2密度处理WUEF较高;收获期2014年55cm行距9.0万株/hm^2,10.5万株/hm^2密度处理WUEH较高,75cm行距7.5万株/hm^2,10.5万株/hm^2密度处理WUEH较高,2015年2种行距下均为6.0万株/hm^2,10.5万株/hm^2密度处理WUEH较高。产量水分利用效率WUEY,55cm行距变化无规律,75cm行距随密度增加而增大。55cm行距和75cm行距均可以作为黄土旱塬区春玉米机械化收获种植行距,综合土壤水分变化、叶面积指数、SPAD值、收获指数、产量及水分利用效率等,75cm行距7.5万株/hm^2种植密度可以作为紧凑型春玉米试验区域内最佳株行距设置。

超高产水稻品种的要因解析

应用KIP-8510型便携式光合测定仪,直接在田间测定了9个水稻品种(组合)的光合成速率、蒸散速度、气孔扩散度、细胞间隙中CO_2浓度、发现水稻抽穗后剑叶的光合成生产率占总量的73.4％;高产品种在晴天或阴雨天都具有较高的光合生产率和叶绿素含量,剑叶的光合产物是籽粒产量形成的主要来源;理想的株、叶型,能提高个体和群体的光合效应,对高产有重要作用。

转RRM2和ACO2-E6基因棉花冠层特征和光合特性与产量形成的关系

为探明转基因棉花产量形成关键期的生理机制,2014―2015年以转RRM2基因棉花及其亲本中棉所12(CK1)、转ACO2-E6基因棉花及其亲本中棉所24(CK2)为材料,研究冠层特征、光合特性等与转基因棉花产量形成的关系,分析比较转基因棉花与亲本的生长发育、产量及其构成的差异。结果表明:转RRM2基因棉花的铃重、籽棉产量、皮棉产量、纤维上半部平均长度和断裂比强度均高于或显著高于中棉所12。转ACO2-E6基因棉花的衣分、籽棉产量、皮棉产量、纤维上半部平均长度和断裂比强度均高于或显著高于中棉所24。转基因棉花的籽棉产量与盛铃期的叶面积指数、光系统Ⅱ光化学量子产量、光系统Ⅱ最大光化学效率和可溶性总糖含量等分别呈显著的线性相关。转基因棉花的叶面积指数和可溶性总糖含量于产量形成关键期均高于或显著高于各自对照,且表现出较优的冠层结构以及较合理的源库比。

苜蓿田地下滴灌灌溉指标研究

【目的】研究地下滴灌条件下苜蓿适宜灌溉指标,为苜蓿高效节水灌溉提供科学依据。【方法】运用快速便携式测墒计测定土壤含水率,利用便携式叶绿素仪测定叶片SPAD值,使用比色卡确定叶片颜色。【结果】随土壤水分亏缺,植株含水量降低,叶片SPAD和叶片颜色指标呈上升趋势,植株干鲜重在灌溉20 d后停止增长;土壤含水率与植株含水量呈极显著正相关,上部、中部叶片SPAD值与植株含水量呈极显著负相关,叶片青色和黑色指标与植株含水量呈极显著负相关。【结论】随土壤水分亏缺,上部叶片SPAD值和青色呈先升高后下降趋势,且与植株干、鲜重,植株含水率相关系数最高,有望成为适宜苜蓿生产的灌溉指标。

用六维光谱绿度值估算小麦的叶面指数

介绍了一种新的植被光谱指数,即六维光谱绿度值,利用它估算小麦的叶面指数比之于国内外研究者经常使用的RVI、NDVI和PVI植被光谱指数有更好的效果,它的相关系数最大而标准偏差最小。鉴于国内不少单位拥有的便携式野外光谱仪仅附有四个波段,还计算了四维光谱绿度值,同样得到较好的效果。

不同经营模式对毛竹叶片特性和竹笋产量的影响

为了研究不同经营模式对毛竹Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’笋用林叶片特征以及竹笋产量的影响,以不同经营模式(带状、层状、加客土和常规经营)的毛竹笋用林为研究对象,对毛竹叶片SPAD值(soil and plant analyzer development value,SPAD value)和叶面积指数(Leaf Aea Index,LAI)进行监测,并于次年春统计春笋产量。结果表明:不同经营模式下的毛竹叶片SPAD值随时间呈现先升高后下降的变化趋势,而LAI变化不明显;机械化带状经营模式中处理D_3(条带宽度1 m,保留条带内立竹和适当竹鞭)的SPAD值及LAI均高于常规经营,且其LAI显著高于(P<0.05)层状和加客土经营中的各处理。层状经营模式中处理C_2(去除竹林地0～25 cm土层的竹鞭)的SPAD值和LAI均较低于同时期的其他处理;机械化经营模式中的处理D_3和处理T_6(加客土6 cm)的春笋产量最高;毛竹SPAD值、LAI及春笋产量三者均呈极显著正相关(P<0.01),其中SPAD值与春笋产量呈极显著正相关(P<0.01)。

不同施肥量与种植密度下玉米叶片保绿性研究

玉米叶片保绿性是玉米生育后期综合体征的表达,与玉米产量、籽粒品质、植株抗病性、植株抗逆性等性状相关,因而合理利用玉米叶片保绿性越来越受到人们的重视。本研究以玉米禾育187和吉单27为研究对象,分析不同施肥与种植密度条件对叶片功能期和玉米叶片SPAD值的影响。结果表明:种植密度与玉米叶片保绿性呈负相关。高肥处理(施纯N 300 kg·hm^-2)可以适当延长两玉米品种叶片保绿性,但要注意玉米品种的正常成熟。可见在玉米平衡施肥的基础上,适当增加施肥量可延长玉米叶片保绿性。

半干旱半湿润地区红豆草气候生产力的研究

本文对红豆草的干物重、青干比、生长率、叶面积系数、净同化率和光能利用率等生物量特征值作了分析研究,从其内在的变化规律和它们之间的相互关系以及气象条件对其影响的结果中,得出盛花期为刈草最佳阶段,并提出了提高刈草量的关键措施。这对指导生产,提高产量和质量将起重要作用。

基于绿量产出效益的城市绿地降温设计策略

目前对绿地缓解城市热岛效应的研究多集中在城市绿地布局与地表温度间关系的宏观层面或植物所产生的生态效益等微观层面。本文试图以绿量产出效益作为城市绿地降温设计的校正依据,通过对单位叶面积的植物降温能力、不同种类植物的绿量指数、不同群落结构的绿量及不同类型绿地的降温效果等相关文献的梳理,通过绿量产出效益的比较提出城市绿地降温设计策略,包括合理的植物配置模式及绿地空间布局结构等,用以指导不同规模与尺度的城市绿地设计,提升城市绿地降温效果。

抗旱节水冬小麦品种衡H1401主要性状分析与评价

为明确小麦品种衡H1401的抗旱节水特性,以抗旱节水冬小麦品种衡H1401和河北省小麦区域试验水地组对照品种衡4399(CK)为试验材料,在水、节水、旱3种水分条件下对小麦主要性状进行了测定,并对衡H1401的抗旱节水性进行了评价。结果表明:旱处理下,衡H1401维持了较高的单位面积穗数和千粒重,抗旱指数达到1.265;灌浆期叶片SPAD值和单株生物量始终高于衡4399,灌浆中后期旗叶失水速率低于衡4399。衡H1401具有突出的抗旱节水性,适宜在地下水压采区进行抗旱节水种植。