茶树不同叶位叶片功能性状与光合特性研究

以5个茶树品种（系）为研究对象,分析了茶树新梢不同叶位叶片的叶面积（LA）、叶形指数（LI）、比叶面积（SLA）、干物质含量（LDMC）、叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）、叶绿素总量（Chl）、类胡萝卜素（Car）及光合特性,并研究了叶片功能性状和光合特性之间的相关性。结果表明,不同叶位叶片的LA、LMDC、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）由第1叶至第6叶基本呈现先增加后降低趋势,新梢中部3~4叶达到峰值,第1叶和第6叶显著降低（P〈0.05）;不同叶位叶片LI和SLA基本呈现随着叶位增加而增加的趋势,第6叶的SLA均显著高于其他叶位（P〈0.05）;第1~4叶的Chla、Chlb和Chl含量较高,第6叶Chla、Chlb和Chl含量显著低于其他叶位（P〈0.05）,Car变化趋势不明显。LA与LI、LDMC、Chla、Chlb、Chl和Car之间存在显著或极显著正相关,与胞间CO2浓度（Ci）之间呈显著负相关,与其他指标相关性不显著;LI与其他指标不相关（LA除外）;SLA与LDMC、Chla、Chlb、Chl、Car和Pn之间存在显著或极显著负相关,与Ci之间呈极显著正相关,与其他指标相关性不显著;LDMC与Chla、Chl和Pn之间存在显著或极显著正相关;Chla、Chlb、Chl和Car两两之间均存在极显著正相关,且均与Pn存在显著或极显著正相关;Gs和Tr与叶片功能性状不相关。分析以上结果可以得出,茶树新梢第3~4叶具有相对较大的LA和较强的光合能力,LDMC积累较大,可以作为表征茶树光合能力的供试叶片;SLA、LDMC和光合色素含量与Pn存在密切相关性,可作为评价茶树光合能力的指标。

玉米不同叶位叶片SPAD值的变化及其与生物量的相关性

用大田试验研究了平展型玉米农大364和紧凑型玉米郑单958不同叶位叶片SPAD值的变化规律及不同生育时期功能叶片的SPAD值与生物量的相关关系。结果表明:(1)同一品种玉米叶片的SPAD值随叶位的升高而增加,至植株中间部位叶达到最大值,之后降低。品种间无差异;(2)2个品种相同叶位叶片的SPAD值随生育进程的变化趋势一致,均随叶片生长增加,中期稳定一段时间后又随叶片的衰老而下降。紧凑型玉米下部叶片生育中后期SPAD值显著低于平展型玉米;而平展型玉米顶部叶片在生育中后期及中部叶片在生育后期的SPAD值显著低于紧凑型玉米;(3)苗期至吐丝期,玉米功能叶片的SPAD值与单株生物量呈显著正相关,但吐丝期以后无明显关系。

冬小麦不同叶位叶片的叶绿素含量高光谱估算模型

科学、高效地获取作物不同叶位叶绿素含量的垂直分布信息,可监测农作物长势状况并进行田间管理。基于冬小麦抽穗期获取的不同叶位叶片的高光谱反射率和叶绿素含量实测数据,将原始光谱、一阶微分光谱、二阶微分光谱、植被指数和连续小波系数与叶绿素含量进行相关性分析,筛选相关性较强的光谱特征参数,然后分别采用偏最小二乘回归、支持向量机、随机森林和反向传播神经网络4种机器学习算法构建冬小麦上1叶、上2叶、上3叶和上4叶的叶绿素含量估算模型,并根据精度评估结果筛选不同叶位叶绿素含量估算的最佳模型。结果表明,上1叶、上2叶和上3叶采用小波系数结合偏最小二乘回归构建的叶绿素含量估算模型精度最高,建模和验证R^(2)分别为0.82和0.75、0.80和0.77、0.71和0.62;上4叶采用植被指数结合支持向量机构建的叶绿素含量估算模型效果最佳,建模和验证R^(2)为0.74和0.79。研究结果可为基于遥感技术精准监测作物营养成分的垂直变化特征提供理论和技术支撑。

棉花不同叶位主茎叶衰老特征的研究

在大田条件下,研究了棉花不同叶位主茎叶在盛铃末期的衰老状况。以转基因抗虫棉33B为材料,测定全部主茎叶的主要生理生化指标,以分析不同部位叶片衰老的差异。结果表明,(1)盛铃末期是主茎功能叶片从旺盛生理功能到衰老的转折时期;(2)从主茎上部第1叶到下部的第10叶叶绿素含量、蛋白质含量、SOD活性呈下降趋势,MDA含量、POD活性呈上升趋势;(3)盛铃期调控棉花叶片的衰老应以主茎中部轻度衰老叶片为诊断和调控主体。

夏玉米三叶期持续干旱下不同叶位叶片含水量变化及其与光合作用的关系

植物干物质的累积依赖于群体光合速率,而群体光合速率又与单叶的光合能力密切有关。叶片光合作用与其含水量密切相关,目前关于不同叶位叶片含水量对持续干旱的响应及其与光合作用的关系还未见报道。以华北夏玉米郑单958为材料,设置6个不同灌水处理,模拟不同灌溉量下持续干旱对夏玉米不同叶位叶片生理特性的影响,分析夏玉米顶部开始的第一、三、五叶位叶片的水分变化及其与净光合速率的关系。结果表明:夏玉米不同叶位的叶片最大含水量不同,且随干旱进程的推进叶片含水量的变化速率也不同,第一叶的叶片含水量下降速率高于第三、第五叶,第一叶的最大含水量高于第三、五叶,且可进行光合产物积累的叶片含水量下限随叶位的增加而增大。同时,第一叶的叶片含水量与土壤水分呈显著相关,且与净光合速率的相关性也非常强。第一叶可进行光合产物积累的叶片水分下限(净光合速率为零时的叶片含水量)最小,表明其耐旱性最强,对干旱具有指导意义。研究结果可为提高冠层光合作用模拟的准确性及夏玉米干旱发生发展的监测预警提供参考。

烟草不同叶位多酚含量及相关酶活性变化的研究

为分析烟叶在生长过程中的次生代谢物质动态变化特征、相关酶的活性变化规律,以3个烤烟种植试验点的烤烟为研究对象,研究不同叶位烟草叶片多酚类物质含量、抗氧化活性和表达量。结果表明,同一个采样点中,不同叶位烟叶多酚类物质含量表现为上叶位>中叶位>下叶位。不同叶位烟草叶片PAL、PPO、C4H和4CL活性以上叶位最高。通过多酚体外抗氧化测定,表明不同叶位多酚对DPPH和羟基自由基有一定的清除能力。荧光定量PCR检测发现,PAL基因和PPO基因在上叶位中的表达显著高于其他叶位。烤烟生长过程中的次生代谢物质动态变化,相关酶的活性变化及基因表达水平与烟叶成熟度存在一定的关联。

基于高光谱的温室网纹甜瓜不同叶位叶片含水率监测

叶片是植物缺水时生理变化最敏感的器官,监测叶片水分情况可以实时快速判断植株体内水分状况,从而为温室甜瓜精准灌溉提供理论依据。通过对网路甜瓜进行4个水分处理的2年盆栽试验,获取了伸蔓期不同叶位叶片高光谱反射率、叶片含水率,进一步基于325~1 075 nm波段范围内的原始光谱、一阶导数光谱、倒数光谱,构建了任意2个波段组合下的比值和归一化光谱指数,并分析上述高光谱指数与甜瓜叶片含水量的定量关系。结果显示:网路甜瓜上部叶片一阶导数构建的NDVI680 nm,734 nm、RVI680 nm,750 nm及中部叶片一阶导数构建的RVI603 nm,758 nm模型的R2分别为0.746、0.743和0.707。利用独立试验数据对模型进行检验,模型测试精度R2和相对均方根误差RRSME分别为0.667、0.660、0.600和1.409%、1.629%、1.923%。研究结果为高光谱实时监测网路甜瓜叶片水分状况提供了新的方法。

彩椒不同叶位叶表气孔特征比较

对彩椒不同叶位的叶片,采用过氧化氢-醋酸离析法进行叶表皮切片的制作并观察比较。结果表明:从低位到上部叶的不同叶位彩椒的叶表皮细胞形态均为多边形,差异很小;上、下表皮都有气孔的分布,同一叶位上表皮的气孔密度与气孔指数比下表皮少;随叶位的递增,上表皮气孔的形状呈现椭圆形—长椭圆形—椭圆形变化,下表皮气孔的形状由椭圆形—近圆形转化;上、下表皮气孔密度总体来说均呈增加的趋势;说明叶表皮的气孔特征与叶位的高低密切相关。

融合叶位光合差异的设施黄瓜立体光环境优化调控模型

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。

华北地区夏玉米灌浆期叶片光响应空间变化特征

为了解华北地区夏玉米灌浆期叶片光响应空间变化特征,以华北地区夏玉米为研究对象,通过田间试验观测了夏玉米灌浆期不同叶位、叶片不同部位的光响应曲线,重点分析了华北地区夏玉米灌浆期叶片光合特性指标的空间变化特征。结果表明:夏玉米灌浆期不同叶位、叶片不同部位的光合特性对光合有效辐射的响应存在明显的差异,光响应模型模拟获得的光合参数在植株空间分布上差异显著。研究结果可为改善华北地区夏玉米灌浆期生长发育环境提供参考。

膜下滴灌棉花氮素推荐施肥模型的研究

研究应用叶绿素仪(SPAD-502)在膜下滴灌条件下的棉花氮肥推荐。试验于2006年在石河子乌兰乌苏农业气象实验站进行,以新陆早24为材料。结果表明,不同叶位的叶片含氮量、SPAD值及叶片不同部位的SPAD值存在明显差异,SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量、单株吸氮量等均有较好的相关性;倒四叶的叶尖部位适合作为测试部位。盛蕾期、花期、盛花期和铃期倒四叶SPAD值与施氮量之间呈极显著线性相关;各生育期SPAD值与产量也具极显著相关。滴灌条件下最高籽棉产量为4686.5 kg/hm^2,对应的施肥量为293.1 kg/hm^2;最大利润(经济最佳)施肥量为207.33 kg/hm^2,对应的最佳产量为4565.9 kg/hm^2。各生育期SPAD的临界值分别为60.5、60.0、60.8和59.1。盛蕾期、花期、盛花期和铃期SPAD值每变动一格推荐施肥量分别为10.81、8.46、13.42和6.29 kg/hm^2。

不同株型玉米叶片净光合速率差异研究

采用大田试验研究了平展型玉米(农大364)和紧凑型玉米(郑单958)不同叶位叶片的净光合速率差异。结果表明,①比较植株净光合速率的变化及差异时,应选取植株上不同部位的代表性叶片,取其光合速率的平均值,以减少误差。②两种株型玉米最大净光合速率均表现为穗位叶>第10叶>第6叶>第22叶>第3叶,给予中下部叶片良好的光照条件可促进单株产量的提高。③两种株型玉米相同叶位叶片的最大净光合速率不存在显著差异,同一叶位叶片间净光合速率的株型间差异主要存在于叶片生育后期,且第10叶以上差异显著。④郑单958第10叶以上叶片的净光合速率低于农大364,且生育后期下降幅度较大,提高第10叶位以上叶片的光能利用能力将可能有利于郑单958的生长发育。

不同株型玉米的干物质积累、分配及转运特征

干物质积累及转运是影响玉米产量的重要因素,明确不同部位营养器官干物质对籽粒产量的贡献,对品种改良具有重要意义。本研究以平展型玉米农大364和紧凑型玉米郑单958为材料,探讨玉米不同部位叶片、叶鞘和茎秆的干物质积累、转运及其对籽粒的贡献。结果表明:玉米茎秆干物质的转运对籽粒的贡献最大,随着节位的升高贡献率降低;农大364叶鞘的干物质转运率高于叶片,郑单958则相反。通过提高农大364穗位叶以上叶片、第9～第11叶鞘和第15节以上节间的干物质转运率,以及郑单958穗位叶以下叶片、第12叶以上叶鞘和第16节以下节间的干物质转运率,可能在一定程度上会提高产量。

不同品种露地越冬甘蓝的抗冻性与渗透调节物质含量和抗氧化酶活性

在1月份最低温度条件下(-14．5℃)测定了8398、8132、京丰1号和冬冠1号4个抗冻性不同的甘蓝品种的外叶、球叶和心叶的有关生理生化指标,以评价不同品种不同叶位的抗冻性差异。结果表明,低温冻害严重伤害了甘蓝叶片的膜系统．膜系统的伤害与膜脂过氧化有一定关系。不同品种的伤害程度以冬冠1号最小,京丰1号次之,8398和8132最严重。不同叶位比较以外叶伤害最严重,其次是心叶,球叶伤害最轻,说明冬冠1号的抗冻性较强。测定了不同品种、不同叶位的SOD和POD两种抗氧化酶的活性,不同品种之间SOD活性以冬冠1号较高。POD活性不同叶位之间规律较明显,外叶最低,心叶最高。品种间可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸的含量均以冬冠1号最高,不同叶位之间比较以心叶和外叶较高．球叶较低。分析认为,低温条件下渗透调节物质含量高可能是冬冠1号抗冻性的原因之一；品种之间SOD和POD含量与抗冻性之间有一定关系。不同叶位叶片由于年龄和生理状况不同可能存在着不同的抗冻机制。

不同种植密度对四川攀西桑叶片光合日变化的影响研究

选用南叶1号桑树品种,针对不同种植密度对不同叶位叶片的光合作用及同化物的积累影响开展研究。试验表明,桑树叶片的净光合速率及碳水化合物积累等特性与种植密度关系密切。较低的种植密度能减少桑树叶片净光合速率的下降,延缓桑叶光合能力的减退,延长桑树同化产物积累的时间;较高的种植密度能在一定程度上减弱"午休"现象。四种设定密度比较,以21000株/hm2的密度的中位叶日光合总量最高,光合产物的积累最大。

水稻叶片的奥秘与高产栽培

水稻叶片按形态差异可分为芽鞘、不完全叶和完全叶三种。我们通常所说的稻叶指的是完全叶,它由叶鞘、叶片、叶枕三个主要部份组成,另外还有叶耳和叶舌。无叶耳和叶舌的品种称为筒稻。(一)主茎与分蘖的同伸关系在正常生长条件下,水稻分蘖芽的分化发育是伴随叶片的分化进程进行的。不同位次的分蘖发生与主茎出叶存在密切的同伸关系:主茎新出的叶位与分蘖发生节位总是相距三个叶节,即当N节位的叶片发育到抽出时,正好叶节分蘖的第1叶抽出。原因是当主茎N节位的叶片发育到抽出时。