如何家庭盆栽玉米

家庭盆栽种植对作物种类的局限虽然多,但依然可以从了解植物对养分,根系对空间的需求来尽可能地打破这种局限,取得微妙的平衡。本文中涉及的玉米品种包含种类如下:甜玉米:‘斯达甜221’‘艾米歌5号’(图1-2)。糯玉米:‘美玉7号’‘美玉16号’‘黑甜糯168'(图3-5)。

根际通气对盆栽玉米生长与根系活力的影响

针对盆栽作物生长空间有限且通气不良的生长环境问题,为改善根际气体环境,试验设每隔2d通气1次(T1)、每隔4d通气1次(T2)两个通气处理,以不通气(CK)为对照,研究根际通气对盆栽玉米生长及根系活力的影响。结果表明,T1和T2处理均能提高玉米株高、叶面积、叶绿素含量,促进地上部分和地下部分干物质的积累。T1、T2处理有利于提高玉米根冠比和根系活力,拔节期T1和T2处理的根冠比分别是CK的1.27倍、1.18倍,根系活力分别为CK的1.26倍和1.54倍;抽穗期根冠比分别为CK的1.18倍、1.09倍,根系活力分别为CK的1.22倍和1.40倍。同时,通气处理能够促进作物吸收土壤内的养分。研究结果表明,根际通气能够增强盆栽玉米的根系活力,促进植株的生长发育。

铅离子胁迫下盆栽玉米叶片光谱微分的红边响应研究

基于重金属铅(Pb)污染的盆栽实验玉米,采用光谱仪和叶绿素仪测量了不同浓度Pb^(2+)胁迫下玉米老、中、新叶片的反射光谱及其叶绿素含量;也运用质谱仪测定了不同胁迫浓度叶片中Pb^(2+)含量。对玉米老、中、新叶片中的叶绿素含量与各类叶片及土壤中的Pb^(2+)浓度进行了相关性分析;并为了区分玉米叶片铅离子污染程度和预测Pb^(2+)含量,提出了红边一阶微分曲线面积比值(FARR)和红边一阶微分峰前面积(FABR)参数;同时与常规红边一阶微分包围面积(FAR)、红边一阶微分曲线陡峭度(FCDR)、红边位置(REP)以及红边最大值(MR)作运用比较,实验结果表明,玉米叶片中的叶绿素含量从新叶、中叶到老叶逐渐增加,并随着土壤中Pb^(2+)浓度的升高而降低;受到Pb^(2+)胁迫时,新叶片到老叶片的REP"蓝移"更为明显;FARR和FABR在Pb^(2+)的胁迫程度区分和污染监测方面比FAR、FCDR、REP、MR具有更好的预测效果。

铜污染下玉米叶片重金属含量反演模型

针对不同浓度Cu^(2+)污染胁迫下玉米叶片光谱差异微弱、难以有效区分其受Cu^(2+)污染程度的问题,通过采集盆栽玉米叶片光谱反射率与叶片Cu^(2+)含量数据,构建了叶片光谱共振峰峰值(FPV)与共振峰最大系数(FMC)两个特征参数,分析了特征参数与叶片Cu^(2+)含量的相关性,建立了FPV、FMC与叶片Cu^(2+)含量的回归模型。结果表明,共振峰体现了叶片光谱不同波段与细胞内部结构的变化,包络谱反映出信号能量的大小;定义的两个共振峰特征参数均与玉米叶片Cu^(2+)含量呈正相关;基于FPV与FMC建立的反演模型中,FMC反演模型验证精度最高,R^(2)为0.93,RMSE为3.54μg/g。将FMC作为监测玉米Cu^(2+)污染程度的最优指标,可为作物重金属污染监测提供借鉴和参考。

不同覆盖条件对盆栽玉米生物量的影响

研究不同覆盖条件下干旱对植物生物量的影响,有助于对植物进行优化管理,使植物有效地利用太阳能,为人们生产出更多的产品。不同覆盖条件下,植物的生物量是不同的,因为覆盖物的性质会影响土壤水分的蒸发和土壤温度。本试验选用玉米,选择相同质地的土壤进行分组,对植株进行不同的覆盖处理,深入研究其生物量的变化。结果表明:地膜覆盖下植株的生物量稍高于同等干旱条件下秸秆覆盖的植株,明显高于无覆盖的植株,因为裸地的保水保温能力相较于地膜覆盖和秸秆覆盖差距较大,而温度和水分都会影响植物的光合速率,进而对植物的生物量造成影响。

一种耐盐型保水剂对沙培玉米生长特性的影响

干旱与肥料利用率较低已成为制约我国农业发展的重要因素。以沙子代替土壤,通过加入自制耐盐保水剂(Salt-tolerant water detaining polymer, SWDP),进行钾肥淋溶和连续两茬玉米盆栽试验。盆栽试验按SWDP投加量设置4个处理,即SWDP投加量分别为0(空白)、0.5、1.0和1.5g·kg^(-1)沙子。结果表明,SWDP的加入有利于降低沙子中钾肥的淋溶损失,不同处理(SWDP投加量分别为0.5和1.0 g·kg^(-1)沙子)钾肥淋溶累积损失量较空白分别降低了12.69%和47.85%;不同处理干旱缺水组玉米植株的存活时间较空白分别延长了12、19和30 d;正常供水组,第一茬不同处理玉米植株氮素吸收量较空白分别增加了8.83%、19.63%和22.39%,磷素吸收量分别增加了29.31%、30.19%和52.38%,钾素吸收量分别增加了11.61%、18.12%和20.27%;第二茬不同处理玉米植株氮素吸收量较空白分别增加了55.50%、117.1%和143.7%,磷素吸收量分别增加了77.12%、161.3%和156.5%,钾素吸收量分别增加了55.42%、74.13%和84.33%。上述结果说明,在干旱甚至沙漠地区施入SWDP能够明显降低土壤养分的流失,提高土壤含水率和植物对土壤养分的利用效果。

光谱分数阶微分与玉米叶片重金属铜含量的相关性分析

常用的整数阶一阶和二阶微分光谱曲线差异较大,而分数阶微分可实现光谱信息细化,能将整数阶微分容易忽略的信息充分利用起来,更能深度挖掘光谱中的潜在信息。以重金属铜胁迫的盆栽玉米为研究对象,在玉米叶片受不同浓度CuSO_4胁迫下,光谱反射率和Cu^(2+)含量的实验室测量数据基础上,对光谱反射率进行0~1内0.1阶的11个阶次微分处理,将各阶次的微分值与测得的玉米叶片中Cu^(2+)含量进行相关性分析;并对各阶次的微分光谱值进行0.01和0.05显著性水平的检验。分析结果表明,与常用的一阶微分相比,分数阶微分可以突显某些波段的光谱反射率与叶片中Cu^(2+)含量的相关性,扩大特征波段的选择空间。

适用于半干旱气候条件下的微水溶性缓释肥料在夏玉米上的肥效研究

为了探明一种适用于半干旱气候条件下的微水溶性缓释肥料(北京市农林科学院研制,简称W,下同)在常规灌溉和减量灌溉条件下对夏玉米生长状况的影响,应用砂壤土盆栽玉米试验,设置了常规灌溉不施肥处理(CK)、常规灌溉的尿素处理(N)、常规灌溉的L型包衣尿素控释肥处理(L)、等量施肥与常规灌溉的微水溶性缓释肥处理(W1)、等量施肥与减量灌溉的微水溶性缓释肥处理(W2)5个处理。研究结果表明:与CK相比,所有施肥处理植株全氮、磷、钾含量与土壤残留硝态氮及速效钾含量均显著提高。各施肥处理相比,植株全氮含量为1.98%～2.37%,含量顺序依次为W2>W1>L>N,W2与N处理差异显著,其他处理差异均不显著;植株全钾含量为4.26%～4.84%,含量顺序依次为W1>W2>L>N,各处理差异不显著;土壤硝态氮含量为165～314mg/kg,含量顺序依次为W2>W1>L>N,W2与W1、N、L3个处理差异显著,其他处理间差异不显著;土壤速效钾含量为231.7～318.1mg/kg,含量顺序依次为W2=W1>N>L,W2与W1差异不显著,N与L差异不显著,其他处理间差异均显著。结果说明微水溶性缓释肥料养分释放具有一定的微水溶性与缓释性能,可以显著促进玉米植株氮素吸收,降低养分流失风险。

铜铅重金属胁迫下玉米光谱分形维数与污染监测研究

通过设定不同浓度梯度的重金属Cu、Pb胁迫下的玉米盆栽试验,利用美国高性能地物光谱仪SVC HR-1024I对不同浓度铜铅污染的玉米老、中、新叶片进行光谱测量,同时采用SPAD-502叶绿素含量测定仪测定各类叶片中叶绿素含量相对值,并通过化学方法测定不同胁迫程度下玉米叶片中的铜铅含量。在分析玉米叶片中Cu、Pb含量与光谱曲线的绿峰高度（GH）、红谷深度（RD）、蓝边（DB）、红边最大值（MR）、红边面积（FAR）、红边一阶微分曲线陡峭度（FCDR）之间相关性的基础上,利用分形理论对叶片410~780 nm之间的光谱曲线进行分形测量,提出运用光谱曲线分形维数（FRAC）对受不同浓度重金属铜铅污染的玉米叶片进行污染监测,同时对相同浓度铜铅胁迫下的老、中、新叶片也进行了光谱响应研究。结果表明,随着叶片中重金属含量增加光谱曲线分形维数也逐渐增大,同等浓度重金属铜铅胁迫程度下,分形维数从新叶到老叶逐渐减小,并且发现光谱曲线分形维数与绿峰高度、红谷深度、红边面积具有较好的相关性,说明光谱曲线分形维数不仅可以综合描述曲线的光谱特性,还能定量反映玉米叶片受重金属铜铅污染程度及其健康状况。因此,光谱曲线分形维数可以作为玉米叶片重金属污染监测的一种新方法。

基于光谱参数和Cu^(2+)吸收机理的玉米叶片铜污染预测研究

依据多个浓度梯度下Cu^(2+)胁迫的玉米盆栽实验,通过采用多种光谱特征参数、红边位置(REP)、红边一阶微分包围面积(FAR)和归一化植被指数(NDVI)等光谱参量;以及另五种植被指数(红边归一化植被指数NDVI_(705),改进红边比值植被指数mSR_(705),改进红边归一化植被指数mNDVI_(705),光化学植被指数PRI和结构不敏感色素指数SIPI);并结合Cu^(2+)的光谱吸收机理,同时基于玉米叶片的反射光谱和Cu^(2+)含量实验室实测数据,开展了玉米叶片光谱参数及植被指数与铜污染程度预测的相关性分析研究。实验结果表明:本文提到的大部分光谱参数及植被指数与叶片中Cu^(2+)含量具有一定的相关性;随着Cu^(2+)浓度增加,盆栽玉米在低于200μg/g浓度时仍可正常生长;而在高于浓度为200μg/g后生长受到抑制。玉米受Cu^(2+)污染时,在Cu^(2+)特征吸收峰810 nm处反射率有下降趋势,与无Cu^(2+)污染时反射率上升的趋势相反,说明Cu^(2+)光谱吸收机理可以用来区分和预测玉米是否受到Cu^(2+)污染。

玉米叶片重金属铜污染的ED-T-DSGA光谱分析模型

监测农作物的重金属污染和污染程度是高光谱遥感研究的一个热点。通过盆栽玉米的不同Cu^(2+)胁迫梯度实验,在测定玉米叶片光谱和Cu^(2+)含量的基础上,针对不同Cu^(2+)胁迫梯度下玉米叶片光谱仍具有极高相似度以及传统光谱测度方法难以区分污染程度的问题,进行相似光谱的差异性有效区分方法研究。结合欧氏距离(ED)与光谱微分梯度角(DSAG)的正切处理,提出了一种基于光谱相似性测度的ED-T-DSGA光谱分析模型,并通过传统光谱测度方法应用比较、谐波分析(HA)技术和5种HA分解次数下的光谱重构结果分析,验证了ED-T-DSGA分析模型在区分极度相似光谱的微小差异上具有可行性与有效性。同时,ED-T-DSGA分析模型可用于测度不同Cu^(2+)胁迫梯度下玉米叶片光谱间差异与污染程度。实验结果表明,ED-T-DSGA分析模型值越大,Cu^(2+)胁迫梯度越大,玉米的重金属铜污染越严重;并且基于ED-T-DSGA分析模型进一步提取到"黄边"、"红谷"、"红边"和"近峰B"为Cu^(2+)胁迫光谱响应的有效波段,这些敏感位置可为监测Cu^(2+)污染程度提供有利依据。

铜胁迫下玉米叶片的水分吸收光谱响应及其污染程度预测模型

通过不同浓度硫酸铜(CuSO_4)污染土壤的盆栽玉米培养胁迫试验,并依据不同铜胁迫浓度下玉米叶片的反射光谱及其Cu^(2+)含量实验室测定数据,分析不同铜浓度下叶片水分吸收波段的多种光谱参数和含水量指数变化趋势,讨论水吸收光谱区间吸收深度及吸收面积与叶片中Cu^(2+)含量之间的相关性,提出相应的铜污染程度预测模型。试验结果表明,当玉米受到重金属铜污染时,叶片含水量减少,水分吸收谷变浅,且随着铜污染梯度的升高,光谱曲线在水吸收波段呈水平趋势;水吸收深度、吸收面积以及各叶片含水量指数与叶片中Cu^(2+)含量有显著相关性。研究得出,基于叶片光谱的水吸收深度、吸收面积以及归一化水指数(NDWI)可以有效地预测玉米受重金属铜污染程度。

铅胁迫下玉米污染程度的ED-SCAtan_(π/2)快速判别方法

通过设计不同浓度铅(Pb)胁迫梯度下玉米生长试验,并在测量了不同浓度铅离子(Pb^(2+))污染的玉米叶片光谱及其叶中Pb^(2+)含量的基础上,研究玉米Pb^(2+)污染程度的快速判别方法。虽然重金属污染下玉米叶片光谱信息存在微弱差异,但健康的与不同程度污染的玉米叶片光谱仍具有极高相似度,常规的光谱相似性测度方法难以区分污染后叶片光谱微弱差异及其污染程度,因此,提出了结合欧氏距离和光谱相关角正切转换的ED-SCAtan_(π/2)方法,用于快速判别玉米Pb^(2+)污染程度。结果表明,ED-SCAtan_(π/2)方法可以在辨别光谱整体形状相似性的前提下,增强对光谱局部特征差异性的分辨能力。通过与常规的光谱相关系数、光谱角、光谱相关角等光谱相似性度量方法应用结果比较,证明ED-SCAtan_(π/2)方法能够更有效地响应不同Pb^(2+)污染程度的玉米光谱间差异,能快速达到判别不同污染程度的效果。同时该方法也具有减小判别玉米污染程度的误码率以及消除光谱相似度量时的互干扰能力。

覆盖条件下不同生育期干旱胁迫对玉米植株生长的影响探讨

在大棚采用盆栽实验的方法对玉米进行了不同生育期干旱胁迫实验(Ⅰ:三叶-拔节期;Ⅱ:拔节-抽雄期;Ⅲ:抽雄-籽粒形成期;Ⅳ:籽粒形成-完熟期),研究了在地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地进行干旱胁迫对玉米植株生长的影响。结果显示:在Ⅲ期时进行干旱胁迫,株高受影响最大,其次是Ⅱ期,且在地膜覆盖下出现最大值,在裸地处理下出现最小值;对叶面积的影响依次为Ⅱ期>Ⅲ期>Ⅰ期,且在地膜覆盖下出现最大值,在裸地处理下出现最小值;生物量在Ⅳ期出现最大值;对根冠比的影响依次为Ⅱ期>Ⅲ期>Ⅰ期。研究得出了玉米生长发育性状和不同覆盖条件之间有着重要的关系,故选择优良的覆盖方式对玉米种植可起到关键的作用,从上述分析得出了玉米生育状况的优异程度从高到低排列顺序为:地膜覆盖>秸秆覆盖>裸地。

不同覆盖方式下干旱胁迫对玉米根生物学性状及产量的影响

通过在大棚采用盆栽试验的方法对玉米进行了不同生育期干旱胁迫试验(Ⅰ:三叶-拔节期;Ⅱ:拔节-抽雄期;Ⅲ:抽雄-籽粒形成期;Ⅳ:籽粒形成-完熟期),探究了在地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地进行干旱胁迫对玉米根系生物学性状的影响。结果显示:Ⅰ期和Ⅱ期进行干旱胁迫对根长的增加有促进作用,Ⅲ期和Ⅳ期的干旱胁迫对其有抑制作用;干旱胁迫会刺激根系发生侧根,增加根数;Ⅲ期干旱胁迫会导致根表面积大幅降低,影响根系吸收能力,降低产量;根生物量在Ⅰ期受到干旱胁迫的影响最小,Ⅳ期受到干旱胁迫降低收获时的根生物量,导致减产;产量与根生物量、根表面积、根长有极显著正相关关系(P<0.01),与根数有显著正相关关系(P<0.05)。根系生物学性状及产量均显示在地膜覆盖下得到最大值,秸秆覆盖次之,裸地为最低值。在不同的处理方式下,Ⅰ期进行干旱胁迫的产量相比其他生育期均降低最少,Ⅲ期进行干旱胁迫降低最多。指出了采用地膜覆盖的方式,在Ⅲ期对玉米进行补灌,可以降低作物减产的风险,这为当地农业生产提供了科学依据,对西南季节性旱区的农业生产具有一定的指导意义。

PGPR芽孢杆菌B-1菌株的鉴定及其应用效果

从国外产品中分离得到一株PGPR菌株,编号为B-1;观察了该菌株的形态大小和菌落形态,进行了生理生化反应,通过热变性法测定其G+C(鸟嘌呤-胞嘧啶)摩尔分数为47.2%,鉴定该菌株为短芽孢杆菌(Bacillus brevis);通过小麦水培实验研究了该菌株对小麦株高和鲜重的影响,地上部鲜重较对照增加10.64%,株高较对照增加6.75%;玉米盆栽实验证实该菌株实验效果优于胶质芽孢杆菌菌株,株高较对照增加8.0%,叶面积增加5.6%.

作物重金属铜污染的HHT边际谱特征与污染预测模型

为了解读作物受重金属污染的光谱响应与光谱特征,以不同浓度梯度硫酸铜(CuSO_4·5H_2O)胁迫土壤的盆栽玉米培养胁迫实验为研究对象,依据不同胁迫梯度下玉米叶片反射光谱以及叶片中Cu^(2+)含量的测定数据,采用希尔伯特-黄变换(HHT)方法,研究了玉米叶片在不同Cu^(2+)胁迫梯度下光谱的Hilbert边际谱变化特征与污染程度预测方法.通过构建玉米叶片光谱的边际谱熵(MSE),边际谱幅值(MSA)、边际谱陡坡斜率(MSSS)和边际谱包围面积(MSEA)等特征参量,分析叶片在不同Cu^(2+)污染程度下的边际谱变化;同时基于边际谱特征参量值与叶片中Cu^(2+)含量的相关性分析和逐步回归统计,提出了玉米叶片重金属污染的Cu^(2+)含量预测指数模型.实验结果表明,不同Cu^(2+)胁迫梯度下,玉米叶片光谱的边际谱为分布在100Hz频率以内的连续谱;MSE值表现出与叶片中Cu^(2+)含量呈负相关的变化趋势,而MSA、MSSS和MSEA值都表现出与叶片中Cu^(2+)含量呈正相关的变化趋势;由于MSEA值与叶片中Cu^(2+)含量的相关性最好,可把MSEA作为监测作物重金属污染衡量或预测的最优指标;根据MSE、MSA、MSSS和MSEA值构建的Cu^(2+)含量预计指数模型应用结果比较,证明MSEA指数模型具有最优的预测能力.

沼液浸种浓度与栽培基质对盆栽玉米农艺性状和产量的影响

文章以鲜玉糯四号为试验玉米品种,进行4个浸种水平(清水浸种、50%沼液浸种、75%沼液浸种、100%沼液浸种)和2个基质水平(椰土、混合土)的双因素盆栽试验,以期揭示沼液浸种浓度和栽培基质对盆栽玉米农艺性状和产量的影响规律,为有机生态玉米种植提供一定的理论依据。试验结果表明:沼液浸种能显著增加玉米的茎粗、穗长、百粒重、单穗鲜重以及产量,同时还能降低株高,增加屋顶种植玉米的抗风、抗倒伏能力。椰土栽培玉米在穗长、穗粗、百粒重、行粒数、穗行数、单穗鲜重、产量指标上都优于混合土栽培,增产显著。主要原因可能是在屋顶风大、阳光强烈、作物蒸腾作用强的环境下,椰土的保水性、保肥性比混合土更好,玉米植株不易失水萎焉,更有利于玉米的生长发育,且椰土不易长草,更能充分利用水肥,所以产量更高。综合试验结果得出,以75%沼液浸种与椰土栽培组合玉米产量最高,达1 386.7kg/667m^2。

玉米光谱小波奇异熵的铜污染监测研究

不同浓度铜离子(Cu2+)胁迫梯度下的玉米叶片光谱存在细微差异,但传统的光谱相似性测度方法难以区分健康的与受污染的玉米叶片光谱间的变异信息.为此,本文结合小波变换和奇异熵理论,构建小波奇异熵(Wavelet Singular Entropy,WSE)方法用于Cu2+胁迫下的玉米污染程度分析与污染监测.通过设置不同浓度Cu2+胁迫梯度下的玉米盆栽实验,依据玉米叶片的光谱测量数据和所测定的叶片中Cu2+含量,并与绿峰高度(Green-peak Height,GH)和红谷吸收深度(Red-valley Depth,RD)光谱特征参数法污染监测应用结果进行对比分析,研究WSE方法的Cu2+污染监测效果.结果表明,WSE值与Cu2+胁迫梯度、玉米叶片中Cu2+含量呈显著正相关,WSE值大小能够较好地表征叶片光谱的污染信息奇异性及其污染程度.

根际土壤通透性对玉米水分和养分吸收的影响

为改善作物根系生长微环境,探索根际土壤通透性对作物水分和养分吸收的影响,在3个灌溉水平下(灌水量分别为每次600、400和200ml),采用盆栽玉米不通气、每隔2d通1次气、每隔4d通1次气等处理方法,研究了根际土壤通透性对盆栽玉米生理指标及水分和养分吸收的影响.结果表明:在相同灌水条件下,通气处理促进了玉米株高、叶面积的增长,提高了叶绿素含量;促进了玉米对土壤养分的吸收;显著提高了玉米的根系活力,灌水量为每次600ml时,拔节期每隔4d通气处理的玉米根系活力最大(8.24mg·g-1·h-1),较不通气处理(4.94mg·g-1·h-1)提高了66.7%;根际土壤通气处理对盆栽玉米蒸腾的影响不显著,说明根际通气可提高玉米对水分与养分的吸收利用效率,促进植株生长发育.