行距配置对春玉米群体冠层环境与光合特性的影响

以紧凑型玉米品种郑单958为试验材料，在密度75000株·hm2条件下，采用3种行距配置模式（110～Ocm双株紧靠、82．5～27．5cm大垄双行和55～55cm等行距型），比较研究玉米群体冠层微环境、光合特性和产量的变化特征。结果表明，行距配置显著改变了群体冠层中光、CO2、温度和湿度等冠层微环境，合理行距配置（82．5～27．5cm）的植株上部叶片较为直立，下部叶片平展，群体内光分布较为合理，CO2分布更为均匀，花后叶绿素相对含量、LAI均高于其他2个处理，且高值持续期较长，生育后期下降缓慢，最大光合速率和表观量子效率较高，光能利用率和水分利用率亦优于其他2个处理。从产量和产量构成因素来看，大垄双行种植模式的平均产量最高，分别较双株紧靠和等行距种植模式高3．33％和2．08％，穗粒数和千粒质量的显著增加是产量较高的主要原因。

覆盖对王林苹果冠层环境及叶片净光合速率和果实品质的影响

以5年生王林/SH40/八棱海棠为试材,研究白色地膜、黑色地布对树体的冠层环境及叶片净光合速率和果实品质的影响。结果表明:白色地膜明显提高树冠下层和内膛的相对光照强度,而冠层内温、湿度在各处理间差异性不明显;对提高叶片SPAD和净光合速率Pn的效果,白色地膜最好,其次为黑色地布。地膜覆盖对单果质量、可溶性固形物含量提升的效果均以白色地膜为最高,分别为256.15 g、16.93%;白色地膜覆盖处理的果实光洁指数为68.01%,比对照提高了1.01个百分点。综上所述,苹果树盘覆盖白色地膜利于提高冠层光照强度,提高光合能力和果实品质。

不同覆盖材料对苹果冠层环境叶片光合作用和果实品质的影响

以5 a生天红2号/SH40/八棱海棠为试材,研究了苹果树生长期覆盖白色地膜、塑料地膜和黑色地布对冠层环境以及叶片光合作用和果实品质的影响。结果表明:不同覆盖处理的树冠内相对光照强度顺序为白色地膜>塑料地膜>黑色地布,但冠层内的温度和湿度差异均不明显;叶片SPAD值和Pn顺序均表现为白色地膜>黑色地布>塑料地膜;单果重、可溶性固形物含量和果形指数顺序均表现为白色地膜>黑色地布>塑料地膜,着色指数和光洁指数顺序均表现为白色地膜>塑料地膜>黑色地布。苹果树盘覆盖白色地膜有利于提高冠层内的光照强度,提高叶片光合能力和果实品质。

麦棉套种冬小麦冠层环境和生长与产量的补偿效应分析

在两种不同麦棉套种模式下研究了冬小麦冠层环境条件的变化,以及冬小麦叶面积和干物质累积动态,分析了不同麦棉套种模式的冬小麦产量及其构成,并对麦棉套种冬小麦的生长和产量的补偿效应做了进一步的探讨。试验结果表明,(1)麦棉套种小麦冠层透光率高于麦棉轮作;3∶1式麦棉套种冬小麦预留行间透光率低于4∶2式,但小麦行间透光率明显高于4∶2式。不同栽培模式小麦冠层麦行间温度和湿度没有明显差异,但冠层温度低于预留行,湿度则高于预留行;4∶2式预留行温度稍高于3∶1式,湿度则低于3∶1式。(2)麦棉轮作冬小麦叶面积系数大于麦棉套种模式,两种套种模式间差异不明显;单株叶面积最大差异出现在4月22日前后,此时3∶1式和4∶2式麦棉套种小麦单株叶面积分别为麦棉轮作的1.17倍和1.41倍。干物质积累量麦棉轮作高于麦棉套种,单株干物质量则麦棉套种表现出明显的优势,两种麦棉套种模式小麦单株干物质积累量均比麦棉轮作增加40%左右。(3)麦棉套种冬小麦在生长和产量上其边行均表现出明显的补偿效应,综合不同栽培模式的冬小麦产量构成及其差异分析,3∶1和4∶2式麦棉套种冬小麦分别比麦棉轮作减产17.8%和20.1%,两种套种模式冬小麦对产量的补偿率分别为37%和40.1%。

弥雾灌对枣园冠层环境和光合特性及产量品质的影响

针对高温低湿的极端干旱气候易造成南疆枣树盛花期出现"焦花"及坐果率低、光合速率下降等问题,在枣园冠层布设弥雾系统,在枣树盛花期以弥雾时间和弥雾次数为变量设置3个处理(M1为每天弥雾3次,每次20 min;M2为每天弥雾2次,每次20 min;M3为每天弥雾2次,每次40 min),CK为对照,不弥雾,通过田间试验研究不同处理对枣树落花率、坐果率和光合速率的影响以及红枣产量品质的提升效果。结果表明,相较于对照,弥雾处理能有效增加冠层湿度、降低温度,冠层空气湿度最大可提升158.7%,冠层温度最大可降低38.9%;弥雾处理下的土壤含水率普遍较高,M3处理下土壤含水率最高,相较于CK,土壤含水率提升8.44%;冠层环境的改变会影响枣树的叶片光合速率以及CO_(2)固定量,弥雾处理下的枣树叶片CO_(2)固定量均大于对照处理,有利于作物自身发育和促进果实生长;在弥雾期间M1、M2处理的落花率分别比CK低18.39%、15.09%。弥雾处理能调控冠层微环境,可有效提升枣树叶片的光合速率,促进开花坐果,提升红枣品质,每天弥雾3次、每次20 min是获得红枣高产优质的最佳处理。

株行距配置对冬小麦冠层结构、光环境及产量的影响

为明确株行距配置对冬小麦冠层光环境及产量的影响,本试验在大田条件下,以山农28作为供试品种,研究两个密度即150万hm^(-2)(D1)和225万hm^(-2)(D2)和3个行距即10 cm(R1)、15 cm(R2)、20 cm(R3)组配的6个株行距配置处理对小麦叶面积指数、叶倾角、叶片叶绿素含量、冠层光合有效辐射、群体光合速率、产量及其构成因素的影响,旨在优化冬小麦株行距配置,提高单产。结果表明,D1密度下小麦生育前期容易形成良好的冠层光环境,有助于营养物质积累,为高产打下基础;相同行距下开花期小麦群体的光合速率表现为D1>D2,说明D1密度有助于叶片中营养物质积累和向籽粒转移;D2密度下小麦生育后期的冠层光环境优于D1,有助于叶片营养物质的持续供应;R1行距下冠层光环境明显优于R2和R3,能够吸收更多的光能,光合作用能力更强。密度和行距二者互作对小麦产量及其构成因素的作用表现为:D1R1>D1R2>D1R3>D2R1>D2R2>D3R3。综上,调整株行距配置是提高冬小麦产量潜力的重要途径,D1R1株行距配置更有助于形成良好的冠层光环境,能够获得最高产量,为最佳株行距配置方式。

夏直播棉花产量与冠层微环境的关系

夏直播棉花能够在较短生育期内获得与常规模式相当的产量,但其产量高效形成的机理及其与冠层微环境的关系仍不清楚。因此,本试验采用完全随机区组设计,设置6个种植密度(7.50株m^(–2)、8.25株m^(–2)、9.00株m^(–2)、9.75株m^(–2)、10.50株m^(–2)和11.25株m^(–2)),于2022-2023年在湖北武汉进行了大田试验。采用温湿度仪记录从现蕾到拔杆期间冠层温度和湿度,冠层分析仪测定结铃期冠层不同高度光辐射强度,手工收获计产。结果表明,棉花产量随种植密度增加先升后降,其中9.75株m^(–2)最高(籽棉3246.5 kg hm^(–2)、皮棉1203.2 kg hm^(–2)), 2年平均较7.50株m^(–2)提高(15.0%和17.8%)。冠层日均温、最高温、最低温随种植密度增加而降低,而冠层相对湿度、最高湿度、最低湿度随种植密度增加而增加。冠层透光率,水平方向呈“V”型分布,棉行中间最大;垂直方向中下部(离地10^50cm)随种植密度增加而减小,上部(离地50^70cm)随种植密度增加而增大。群体叶面积指数随种植密度增加先升后降,其中9.75株m^(–2)最高,2年平均为2.6。相关分析表明,棉花产量随冠层日均温和最高温升高而降低,随冠层相对湿度和最高湿度增加而增加;随冠层中下部透光率增大而减小,随上部透光率增加而增大。综上,棉花夏直播种植模式,适当增加种植密度(9.75^11.25株m^(–2))有利于提高单位面积成铃数,改善冠层微环境,如冠层透光率70cm处85%以上,50 cm处37%^40%,30 cm处14%^16%,10 cm处9%以下,冠层温度26.5^27.0℃,冠层湿度74%^77%,从而提高棉花产量。

施肥和行距配置对糯玉米群体冠层内微环境及群体干物质积累量的影响

在田间试验条件下,以糯玉米"凤糯6号"为试验材料,研究了相同密度下,不同施肥量(600 kg.hm 2、750 kg.hm 2、900 kg.hm 2,基肥、追肥等量)和不同行距配置(50 cm、60 cm、70 cm和80 cm)对糯玉米群体冠层内温度、光照强度、相对湿度、CO2浓度、光温分布以及群体水分利用率、群体干物质积累和蒸煮品质的影响。结果表明:糯玉米群体冠层内微环境除了受灌浆时期、一天中不同时间段影响,还受行距和施肥量影响。行距70 cm时,糯玉米群体冠层内平均温度最小;行距为70 cm、施肥量600 kg.hm 2时,灌浆初期、中期和后期的光照强度都表现出最大值,分别为236.2μmol.m 2.s 1、275.3μmol.m 2.s 1和285.4μmol.m 2.s 1;冠层相对湿度在行距70 cm、施肥量900 kg.hm 2时最大,在灌浆3个时期最高相对湿度分别比最低值高41.99%、33.98%和36.11%;灌浆初期CO2浓度最大值发生在行距80 cm、施肥量为600 kg.hm 2时,为362.4 mg.m 3,灌浆中期和后期最大值发生在行距70 cm、施肥量为600 kg.hm 2时,为363.4 mg.m 3和385.7 mg.m 3。在行距70 cm、施肥量为900 kg.hm 2时,灌浆3个时期水分利用效率最高,分别比最低值高14.75%、15.18%、14.46%;干物质积累量和生长率最大,分别为5 066.4 kg.hm 2和14.3 kg.hm 2.d 1、383.2 kg.hm 2和15.3 kg.hm 2.d 1以及13 213.4 kg.hm 2和19.7 kg.hm 2.d 1。糯玉米蒸煮品质即感官品质、气味、风味、色泽、糯性、柔嫩性、皮厚薄等在行距70 cm、施肥量为900 kg.hm 2时最佳。

微喷对冬小麦冠层微环境日变化及叶片水势的影响

采用裂区试验,以矮抗58为试验材料,在前期滴灌控水处理下,探究了不同的微喷处理对冬小麦冠层微环境、叶片水势和产量的影响。结果表明,在冬小麦灌浆后期微喷10 mm能显著降低冠层温度、二氧化碳摩尔分数,提高相对湿度、旗叶叶片水势。MW2处理(滴灌底墒水、拔节水和开花水,并在灌浆后期微喷10 mm)的产量、千粒质量最高,分别为6 952.39 kg/hm^2、45.44 g,均显著高于其他处理(P<0.05)。相关分析显示,产量与冠层温度呈极显著负相关、与旗叶叶片水势极显著正相关、与冠层相对湿度显著正相关。可见,滴灌底墒水、拔节水和开花水,并在灌浆后期微喷10 mm,能够改善冬小麦冠层微环境,缓解空气高温对小麦的胁迫,显著提高千粒质量,增加产量。

宽幅带播对冬小麦冠层微环境及水分利用效率的影响

以大面积推广的多穗型品种矮抗58为供试材料，在大田条件下研究宽幅带播（幅宽8cm）种植模式下不同带间距7cm（KF7）、12cm（KF12）和17cm（KF17）对冬小麦冠层光截获、冠层温度、湿度、水分利用效率以及产量的影响。结果表明，与常规条播相比，宽幅带播群体光截获量、相对湿度和水分利用效率较高，而冠层温度较低，水分利用效率提高2．69％～13．72％，穗数增加13．82％～17．33％，产量提高3．12％～15．39％。宽幅带播下带间距增大，冠层光截获量以及湿度降低，而冠层温度则升高；宽幅带播随带间距增加，成穗数减少。在本试验条件下，KF12处理的小麦冠层结构合理，光能截获充分，冠层微环境适宜，水分利用效率最高，产量因素最为协调。

不同玉米花生间作模式对饱果期花生冠层微环境及光合特性的影响

试验于2019、2020年设置玉米单作、花生单作、玉米花生不同行比间作共6种种植模式,研究不同间作模式对饱果期花生冠层微环境、光合特性及土地当量比的影响。结果表明:与单作花生相比,玉米花生间作显著增加花生饱果期的冠层透光率,其中玉米‖花生2∶4模式的透光率最高;间作显著降低花生冠层温度和CO2浓度,其中玉米‖花生3∶4模式的最低,玉米‖花生2∶6模式的最高。玉米花生间作显著降低花生功能叶的叶绿素含量和净光合速率,其中玉米‖花生2∶6模式的最高。玉米‖花生2∶4模式、3∶4模式的土地当量比两年均低于1,系统无间作优势;玉米‖花生2∶6模式、3∶6模式的土地当量比均大于1,2019年分别为1.09、1.11,2020年分别为1.11、1.12,表现出明显的间作优势。本试验条件下,玉米‖花生3∶6模式是一种较为理想的玉米花生间作模式,有助于稳粮增油生产。

郁闭苹果园不同降密方式对冠层微环境以及树体生长和果实品质的影响

为优化改造成龄苹果乔砧郁闭园,提高果实品质,以红富士郁闭苹果园为研究对象,研究了隔行去行、隔株去株、隔行间株3种降密方式对果园微环境、树体结构、叶片光合作用和果实品质的影响。结果表明:隔行去行、隔株去株、隔行间株均可明显降低果园覆盖率,提高树冠透光率,其中,隔行去行对改善郁闭果园的群体结构效果最好,果园覆盖率较对照降低55.68%,树冠透光率较对照提高82.38%。不同降密方式均可明显降低郁闭果园的树体枝量,并优化枝类组成,3种降密方式处理的单株枝量分别较对照降低了18.96%、12.41%和19.58%,短枝和叶丛枝占总枝量的比例分别较对照提高了17.13个百分点、14.27个百分点和7.37个百分点,长枝和发育枝占总枝量的比例分别较对照降低了24.47个百分点、18.04个百分点和10.79个百分点。不同降密方式处理对冠层内温度、相对光照强度、叶片SPAD值和叶片光合速率的影响均表现为隔行去行>隔株去株>隔行间株>CK,对冠层内相对湿度的影响表现为隔行去行<隔株去株<隔行间株<CK。隔行去行处理的苹果果实平均单果重(238.3g)、着色指数(89.2)、光洁度指数(83.2)、可溶性固形物含量(15.1%)和优质果率(82.4%)均高于其他降密方式处理,指标值分别较对照提高了18.2%、11.4%、5.85%、26.9%和25.2%。隔行去行对于改善苹果园微环境,提高叶片光合效率和果实品质综合效果最好。

森林冠层结构与光环境及其对林下植被生长和格局的影响

回顾了前人对冠层结构和冠层光环境的描述,完善了冠层结构的定义并阐述了其生态学意义,剖析冠层结构对林下自然光照强度和分布的影响,综合了森林冠层结构和光环境对林内小气候特征及其与空气、土壤等其它环境因子之间相互关系的研究成果,概述了森林生态系统林下植被对光环境的响应.在已有的研究结果中总结光环境对森林生态系统中种子萌发、幼苗生长和林下植被分布格局的影响,以供国内同行参考.

“红富士”改形后冠层微生态环境对果实发育的影响

[目的]研究"红富士"改形后冠层微生态环境变化规律及其对果实发育的影响。[方法]测定"红富士"改形后冠层微生态环境与果实发育各项指标的变化。[结果]结果表明:"红富士"改形后冠层微生态环境显著改善,高干开心形冠层光照强度、昼温、昼夜温差、CO2浓度显著高于纺锤形;改形后果实的单果重也显著提高。[结论]改形后"红富士"微生态环境较好,果实发育也得到促进。

玉米间作花生冠层微环境变化及其与荚果产量的相关性研究

种植模式是影响花生冠层内透光率、光照度、温度、湿度等微环境的重要因素。本试验分别在2015年度和2016年度田间试验中设花生单作、玉米/花生宽幅间作2个处理,监测不同种植模式下花生结荚期后冠层透光率、光照度、冠层温、湿度的变化规律,并分析其与荚果产量的相关性。结果表明:1)与花生单作相比,玉米/花生宽幅间作显著降低了花生冠层的光照度、冠层顶部和中部的透光率及上午9:00-11:00的平均温度;增加了冠层平均湿度。2)花生冠层光照强度在晴天随时间推延而呈先升后降的单峰曲线,且单作显著高于间作;在上午光照强度上升期和下午光照强度下降期,单作和间作光照强度差值较大,而中午太阳直射期二者差值减小。间作降低了花生夜间和中午前后的冠层环境温度,二者温差最高可达4.9℃;增加了白天冠层相对湿度,二者湿度差最高达21.03%。3)本试验条件下,结荚期冠层环境温度、冠层光照度及饱果期冠层环境温度、冠层光照度均与花生荚果产量呈极显著正相关;冠层环境湿度则与荚果产量呈负相关关系,其中结荚期达到极显著水平。多元线性逐步回归分析得出,影响产量的重要环境因素为结荚期冠层光照度、结荚期冠层相对湿度、饱果期冠层相对湿度。通径分析得出,光照度除了直接影响产量外还有很大部分效应是通过影响冠层环境湿度进而影响花生荚果产量,说明间作条件下协调好光照度和冠层湿度的关系可提高光照度对产量的正面影响效应。本试验条件下,间作花生冠层光照度、透光率下降,冠层相对湿度升高,是限制花生荚果产量提高的主要气候生态因子。建议生产中间作为东西向种植,从而提高间作花生冠层上午9:00-11:00的有效光照度、适当降低冠层相对湿度,以期提高间作花生荚果产量。

间作优势的光合生理机制及其冠层微环境特征

现代农业发展面临减排、化石物质减投、稳产高产等诸多挑战,间作是一种能够同时保证产量与系统可持续性的生产方式,是解决上述问题的重要途径。间作优势主要源于:种间互作对时空的集约利用,形成了利于作物生长和资源高效利用的根系结构、冠层结构,创造了适宜的根际环境、冠层微环境,优化了作物生长发育的生理指标。鉴于光合作用在产量形成中的决定性作用,厘清间作优势形成的光合生理机制及其与冠层微环境的相关关系,将对优化间作管理技术、进一步挖掘间作优势提供重要理论依据。本文综述了间作光合生理在群体水平—个体及器官水平—细胞及分子水平的研究进展:间作有利于群体生育后期保持较高光合源,优化干物质的积累、分配和转运;提高了高位作物个体的光合速率、叶绿素含量、光能利用率,但削弱了矮位作物光合性能;在细胞及分子水平,间作存在使高位作物Rubisco和PEPC酶活性提高,而矮位作物光合关键酶活性下降的趋势,以及间作存在使高位作物(玉米)pepc和ppdk光合酶基因表达上调且矮位作物(大豆)光反应中心相关编码基因同时上调的趋势。就间作冠层微环境而言,间作高位作物冠层中下部受光增加,温度变化幅度减小,有利于其生长;而间作矮位作物受到遮荫和光质恶化,以及冠层温度降低、湿度增加的影响,生长受抑。利于优化间作光合生理和冠层微环境调控的途径包括:搭配高秆喜光作物及矮秆耐荫作物品种,适度增加矮秆作物行比,适量增施氮磷肥等。展望未来,间作研究需用分子生物学手段解析间作微观尺度上的响应机制,应用生长模型模拟作物生长规律和种间关系,选育适于种间互作增效的专用品种,统筹协调适宜机械化与种间互作增效的空间布局,完善群体优化理论。

广西望天树人工林和天然林冠层光环境特征与其生长的关系

为了更好地保护和培育望天树(Parashorea chinensis),对广西望天树人工林(德隆、南宁树木园)与天然林(大化、百南、那里)光环境特征及其与树高、胸径之间的关系进行了分析。结果表明:(1)南宁树木园望天树林冠层叶面积指数(LAI)极显著高于德隆,大化明显低于其他地点;德隆望天树林平均叶倾角(MLA)极显著高于其他4个地点;大化望天树林透射系数(TC)显著高于其他4个地点;南宁树木园望天树林光合有效辐射(PAR)显著高于其他4个地点。(2)人工林望天树LAI、MLA和PAR均明显高于天然林相应指标,天然林望天树TC与人工林无显著差异。(3)望天树林的LAI与TC表现出强的负相关关系(R=-0.75^-0.96)。此外,南宁树木园、百南和那里的望天树林冠层MLA与PAR也呈显著正相关(R=0.68~0.80)。望天树树高与胸径表现出极强的正相关(R=0.97),树高与MLA也呈正相关(R=0.81);胸径分别与MLA(R=0.71)、PAR(R=0.68)呈现明显的正相关关系;(4)聚类分析结果表明,那里望天树天然林与南宁树木园人工林可为一类,德隆单独一类,大化与百南一类。综上所述,望天树冠层结构特征与它的生长量之间存在显著的相关性,相对于天然林,望天树人工林冠层结构特征能更有效地发挥其冠层作用,对望天树的生长发育能产生更明显的影响。

“红富士”不同树形冠层微生态对果实品质的影响

以"红富士"苹果为试材,研究了不同树形冠层微生态环境变化规律及其与果实品质的关系。结果表明:不同树形冠层微生态环境存在差别,高干开心形冠层光照强度、昼温、昼夜温差显著高于小冠疏层形和纺锤形,而空气相对湿度最低。由于不同树形冠层微生态环境对果实生长发育影响不同,高干开心形果实较其它两种树形单果重显著增加,着色较好,可溶性固形物含量较高,收获时单果重较小,冠疏层形增加了31.96%,而较纺锤形增加了31.28%。

不同树形龙安柚冠层特性

以开心形、Y字形、双层分层形和自然圆头形的龙安柚为试验材料,比较不同树形的冠层特性、叶片结构和生理特征,以期为龙安柚果园小环境的调控提供理论基础。结果表明:(1)开心形间隙分数阈值最高,是自然圆头形的4.33倍。开心形与Y字形的冠层光合辐射与透射系数均显著高于其他树形,但二者无显著差异,表明开心形和Y字形的冠层通风透光特性较好。(2)开心形与Y字形叶片厚度增加,叶面积和气孔密度较大,栅栏/海绵组织厚度和组织紧密度较高,叶片组织疏密度较低,且二者无显著差异,表明开心形与Y字形利于提高叶片的光合作用,降低蒸腾作用。(3)Y字形和开心形净光合速率、水分利用率、最大表观电子传递速率、初始斜率和半饱和光强较高,而蒸腾速率较低,二者对强光的耐受能力较强;其中开心形蒸腾速率最低为2.43 mmol m^(-2)s^(-1),且其结果枝光抑制参数最小,为0.629。说明开心形为最佳的高光效树形。(4)冠层微环境因子、叶片结构及光合生理指标之间多呈极显著相关关系,但开心形叶片结构和生理的大部分指标与冠层环境因子之间相关性较低,说明开心形树形不同部位的营养枝和结果枝的叶片性状差异较小,其光渗透性好,整个冠层的光截获能力和有效光辐射的分布差异较小,笔者认为开心形是龙安柚栽培中的适宜高光效树形。

单粒精播对花生冠层微环境、光合特性及产量的影响

在大田条件下,以大粒型花生品种‘花育22'为材料,研究了22.5万株·hm^(-2)(S_1)、19.5万株·hm^(-2)(S_2)、16.5万株·hm^(-2)(S_3)3个密度单粒精播条件下,花生冠层微环境、光合特性及产量的差异.结果表明:与传统双粒穴播15万穴·hm^(-2)相比3个密度的单粒精播模式均提高了花生生育期内的冠层透光率、冠层温度、CO_2浓度,降低了冠层相对湿度,改善了生育中后期的冠层微环境;单粒精播模式下花生叶片的光合色素含量、光合速率均高于传统双粒穴播,其中,S_2和S_3处理的效果显著.综合冠层微环境特征、光合特性及产量等因素分析,单粒精播模式S_2(19.5万株·hm^(-2))处理的群体大小适宜介体分布均匀一致,不仅缓解了群体与个体间的矛盾,而且优化了冠层微环境提高了花生不同层次叶片的光合特性增加了后期光合产物的合成与积累,实现了产量的最大化.