低温和荫蔽双重胁迫对大豆光合特性的影响

为了探究低温和荫蔽双重胁迫对大豆苗期生长及光合特性的影响,设计T_(1)L_(1)(正常温度、正常光)、T_(1)L_(2)(正常温度、荫蔽)、T_(2)L_(1)(低温、正常光)、T_(2)L_(2)(低温、荫蔽)4种处理,对川西高原地区种植玉米、大豆带状间作进行研究.结果表明:低温和荫蔽双重胁迫显著影响大豆幼苗的生长和光合特性,T_(2)L_(2)处理的株高、茎粗、叶面积和干物质积累量较T_(1)L_(1)、T_(1)L_(2)和T_(2)L_(1)处理减小.且T_(2)L_(2)处理大豆叶片的净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))和蒸腾速率(T r)较T_(1)L_(1)、T_(1)L_(2)和T_(2)L_(1)处理减小,胞间二氧化碳浓度(C_(i))增加,其中,较T_(1)L_(1)处理变化最显著(p<0.05).双重胁迫条件下,T_(2)L_(2)处理的PSII最大光化学量子产量(F v/F m)、光化学荧光猝灭系数(qP)和PSII实际光化学效率(F′q/F′m)较T_(1)L_(1)处理下降了25.97%、60.87%和50.00%,较T_(1)L_(2)处理下降了19.72%、31.82%和10.00%,较T_(2)L_(1)处理下降了17.39%、33.33%和25.00%;非光化学荧光猝灭系数(NPQ)较T_(1)L_(1)处理上升了89.05%,较T_(1)L_(2)处理上升了26.43%,较T_(2)L_(1)处理上升了16.42%.叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Car)较T_(1)L_(1)、T_(1)L_(2)和T_(2)L_(1)处理减小,叶绿素a/b(Chla/b)增加.综上,低温和荫蔽双重胁迫会抑制大豆幼苗的生长和光合特性,且相比于低温和荫蔽单因素胁迫,抑制作用更显著.

荫蔽对大豆叶片角度及光合特性的影响

【目的】叶片角度直接影响光能的利用,探究荫蔽对大豆叶片角度和光合特性的影响,为揭示荫蔽下叶片如何提高光截获能力、光合效率提供理论支撑。【方法】以耐荫性南夏豆25(ND25)和不耐荫性自贡冬豆(GD)这2个大豆品种为研究对象,设置正常光[600μmol/(m^(2)·s),CK]处理和弱光[300μmol/(m^(2)·s),L] 2个处理,探究植株形态、叶倾角动态变化、叶枕结构以及光合荧光特征等对荫蔽的响应。【结果】与CK相比,L处理下ND25和GD的株高、叶柄长显著增加,日平均叶倾角分别降低337.26%和478.83%。ND25在CK处理与L处理下叶倾角极差分别为49.46°和56.96°;GD分别为33.16°和73.37°。耐荫性ND25在L处理下皮层占叶枕比例和屈肌细胞层数与CK相比分别增加1.12%和15.38%,不耐荫性GD不具有该显著性变化。与CK相比,L处理下ND25和GD的蒸腾速率、叶绿素a含量、叶绿素b含量增加,净光合速率、胞间CO_(2)浓度降低,类胡萝卜素含量分别增加481.25%和降低58.97%。L处理下ND25和GD的光化学猝灭系数与CK相比降低,最大光化学量子产量增加。ND25的PSⅡ有效光化学量子产量、非光化学猝灭系数降低,而GD增加。【结论】荫蔽环境下,大豆叶倾角变化范围增大,日平均叶倾角降低。耐荫性大豆皮层占叶枕比例及屈肌细胞层数的增加有利于叶枕调控叶片角度与入射光趋于垂直以增加光能截获。

荫蔽及复光对大豆叶片光合性能和碳代谢的影响

[目的]研究遮荫和复光下的大豆叶片性状、光合特性和碳代谢关键酶活性,明晰不同光环境和生长阶段大豆光合特性变化及其与碳代谢间的相互关系,为筛选和培育适宜套作的大豆品种提供依据。[方法]以强耐荫大豆品种南夏豆38和荫蔽敏感型大豆品种华夏5号为材料,在大田试验条件下采用绿色遮阳网进行模拟荫蔽的遮光处理,对荫蔽期和复光后的大豆叶片比叶重、单株叶面积、光合色素含量、光合特性参数、干物质分配以及叶片糖含量和碳代谢关键酶活性进行测定和分析。[结果]荫蔽期遮荫处理下大豆叶片比叶重、单株叶面积、光合色素含量和光合速率均显著下降,华夏5号降幅较南夏豆38更为明显;大豆干物质分配呈“茎增叶减”的变化趋势,南夏豆38的叶分配比例均显著高于华夏5号;叶片可溶性糖和蔗糖含量均显著下降,重度遮荫下蔗糖含量显著低于轻度遮荫,且华夏5号的降幅较南夏豆38更为明显;淀粉含量显著上升,华夏5号增幅大于南夏豆38,相同处理下华夏5号均显著高于南夏豆38;蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖转化酶(Inv)均极显著下降,且重度遮荫下SS和Inv显著低于轻度遮荫,品种间相同遮荫处理下无显著差异。复光后,处理间叶片性状差异逐渐减小,干物质“茎增叶减”分配趋势的变化程度减弱;遮荫处理下淀粉含量均显著高于正常光照,南夏豆38的明显高于华夏5号;南夏豆38的SPS和Inv均显著高于华夏5号,重度遮荫处理下南夏豆38的SS显著高于华夏5号,且南夏豆38的恢复能力均好于华夏5号。[结论]遮荫降低大豆叶片比叶重和光合色素含量,光合速率和碳代谢关键酶活性下降,淀粉含量和茎干物质分配比例增加;复光后,叶片光合性能和酶活性快速恢复,干物质向叶分配增多。华夏5号对遮荫处理反应敏感,光合性能和酶活性降幅较大,南夏豆38在遮荫处理下能保持较好的光合性能,干物质分配相对合理,复光后光合性能及其碳代谢恢复性能力更强。

基于改进白骨顶鸡算法的局部荫蔽光伏MPPT

针对光伏发电系统在局部荫蔽下传统最大功率点追踪方法极易陷入局部最优而导致功率震荡范围较大等问题,提出一种基于改进白骨顶鸡算法的光伏MPPT方法。该算法在传统白骨顶鸡算法的基础上,将Logistic-Sine-Cosine混沌映射因子引入种群跟随者的链式移动中,从而使链式移动变为混沌移动,让算法具备跳出局部最优解的能力;对每次寻优结束后的当前最优位置进行柯西变异,对比变异前后择优更新替代,增加算法的全局搜索能力。在四种光照模式下,将ICOOT与另外三种算法的MPPT进行仿真分析。结果显示,所提改进算法的追踪速度为0.14 s,1.13 s,0.13 s,1.07 s,系统稳定率为99.43%,99.34%,98.73%,98.80%。综合来看,ICOOT在用于光伏发电局部隐蔽MPPT时能有效解决传统算法易于陷入局部最大功率点而导致寻优速度慢、功率震荡大的问题。

不同荫蔽程度及光照恢复对不同大豆品种光合生理的影响

【目的】明确不同荫蔽程度及光照恢复对不同大豆品种光合生理的影响,以期为玉米大豆带状套作田间荫蔽设计及耐荫大豆品种选育提供理论参考。【方法】选用2个不同耐荫型大豆材料:南豆12(耐荫)和九月黄(不耐荫),设置S0(正常光照)、S1(30%遮荫)、S2(50%遮荫)和S3(70%遮荫)共4个处理,研究了不同荫蔽程度及光照恢复对大豆形态性状、光合特性、抗氧化代谢、渗透调节物质的影响。【结果】荫蔽下,2个大豆材料的茎粗、叶面积、生物量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著下降,且均随着遮荫程度的增加而降低,主茎长和胞间二氧化碳浓度则随着遮荫程度的增加而增加,与对照相比,南豆12的S1、S2处理的SOD活性显著上升了20.40%、43.60%,S2、S3处理的POD活性显著上升了14.71%、25.61%,而九月黄S2、S3处理的SOD活性显著上升了61.90%、43.19%,POD活性除S1显著降低外,其他处理没有显著变化。光照恢复后,2个品种的茎粗、生物量及光合特性参数均有不同程度恢复,光照恢复后第2周,南豆12只有S3处理SOD活性显著高于对照,九月黄则各个处理均高于对照,此外南豆12的S1和S2处理SS含量较九月黄的JS1、JS2高,差异显著。【结论】荫蔽会影响大豆的形态、光合特性、抗氧化代谢能力以及渗透调节物质,但不同品种对不同荫蔽条件响应存在显著差异,南豆12由于其光合速率更高,可溶性糖和可溶性蛋白含量下降幅度更小,所以拥有更强的抗荫蔽能力,在光照恢复过程中的反应也更为迅速。此结果可为玉米大豆带状套作模式下耐荫大豆的培育与挑选提供了理论参考。

野生和栽培大豆叶片形态与光合特性对荫蔽的响应

选育耐荫高光效的大豆品种是玉米大豆带状复合种植模式的重要研究内容之一,通过分析野生大豆和栽培大豆幼苗在正常及荫蔽环境下的叶片形态和光合生理响应差异,揭示其耐荫机制,可为培育耐荫高光效新大豆品种提供理论基础。本研究以两种栽培大豆(南豆12、天隆1号)和两种野生大豆(W1、W2)为试验材料,设置自然光和50%遮荫两种光环境,探究栽培大豆和野生大豆的叶片形态及光合特性对荫蔽的响应差异。结果表明,荫蔽胁迫下野生大豆和栽培大豆的比叶重、叶片厚度、栅栏组织厚度、净光合速率、气孔导度、Chlb含量均显著低于自然光照。在荫蔽下,栽培大豆的净光合速率、光合色素含量、海绵组织厚度和叶面积变化幅度高于野生大豆,而比叶重和栅海比显著低于野生大豆。野生大豆可以通过维持Chlb含量、增加叶绿素在光合色素中的比例和激发潜在最大光合活性等响应措施提高对弱光环境的适应性。野生大豆和栽培大豆对荫蔽环境的响应差异可以为今后培育耐荫大豆提供理论支撑。

大豆和花生表型及光合特性对荫蔽的响应

荫蔽直接影响作物的生长和发育,而荫蔽包括光强的降低和光质的改变。本研究采用室内盆栽试验,以大豆和花生为研究对象,设置正常光(N)处理[光强为433.83μmol/(m^(2)·s),红光/远红光(red/far-red,R/Fr)为4.26]、弱光(L)处理[光强为154.73μmol/(m^(2)·s),R/Fr为4.25]、荫蔽(S)处理[光强为159.43μmol/(m^(2)·s),R/Fr为0.45]3种光环境,研究大豆和花生植株形态、生物量、光合荧光特性等对荫蔽的响应。结果表明:与L处理相比,在S处理下,大豆的茎粗、光合色素含量明显增加,而大豆和花生的株高均显著降低,2种作物的净光合速率分别提高了60.70%和19.72%(P<0.05)。与N处理相比,在L处理下,大豆的株高显著增加,茎粗、总生物量、叶面积、比叶重、光合色素含量、净光合速率和产量显著降低,花生的叶面积、净光合速率和产量也显著降低,且其总生物量和光合色素含量也呈下降趋势。综上所述,2种作物在形态和光合荧光特性方面对光强和光质的适应性不同。

荫蔽对云南小粒咖啡生豆体外生物活性的影响

以不同距离荫蔽树下生长的云南小粒咖啡生豆为原料,分析咖啡生豆甲醇提取物的体外抗氧化活性和降血糖活性。结果表明:总黄酮、总酚和糖含量均以距离荫蔽树2 m处最高,最高含量分别为总黄酮(116.52±2.25)mg/g、总酚(26.42±0.35)mg/g、糖(62.00±2.59)mg/g;在距离荫蔽树2 m和3 m处的咖啡样品的DPPH·和ABTS^(+)·清除能力、FRAP的抗氧化能力、α-淀粉酶抑制活性,相较于其他距离均较强。

荫蔽或非荫蔽耕作制度对云南咖啡质量的影响

本研究从云南小粒种咖啡3个主要种植区采集了52个样品,在德国柏林由一个专业杯品测试小组对其进行测评。比较了不同海拔荫蔽和非荫蔽耕作系统中咖啡豆的质量。结果显示:荫蔽系统的优势明显。荫蔽系统下生产的咖啡豆在所有4个感官项目测试和"带衣豆总干重/咖啡鲜果重"(D/F)项目中都有较好的表现。此外,在比较来自相近海拔(约1 000 m)的不同卡蒂莫品系时,发现香味和D/F之间呈正相关。D/F比值因其结果简单、具体、客观,从而可作为咖啡质量中的物理性状的主要评价指标之一。另外,荫蔽耕作制度能够明显增加D/F的比值,这可能是荫蔽耕作制度下的咖啡豆在杯品测试中能有更好的表现的原因(特别是香味)。

带状套作荫蔽及复光对不同大豆品种(系)生长及产量的影响

选取我国南方套作模式下20个不同产量水平的大豆品种(系),于2013—2014年采用净作和遮阴(遮阳网或玉米)对比分析了高产和低产大豆品种在荫蔽期及复光期的生长特点。结果表明,荫蔽期间,茎叶干物重显著低于净作,分配规律表现为"茎多叶少",分别为58.4%和41.6%;与高产类型大豆相比,低产类型茎叶干重下降比例、茎长、茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积显著增加;荫蔽期地上部干物质与产量呈显著正相关,茎干物质比例与产量呈显著负相关。光照恢复后,地上部干物质迅速增加,分配规律表现为"茎少叶多",复光后30 d分别为47.7%和52.3%;高产类型地上部干物质、叶面积、叶干重比例、茎粗均显著大于低产类型,茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积均显著小于低产类型;地上部干物质、叶面积、茎粗、叶干物质比例与产量呈显著正相关,茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积与产量呈极显著负相关。通过复光前后生长性状与产量的回归分析,复光后30 d的叶干物质比例、茎长/地上部干物质、茎粗可作为预测套作大豆产量的主要指标。上述结果表明,选择荫蔽期茎长较短、地上部干物质较大、叶面积更大,光照恢复期茎粗较大、叶干物质比例较大、茎长/地上部干物质较小的大豆品种可以在套作下获得高产。

大豆苗期茎秆对荫蔽胁迫响应的生理机制初探

以自然光为对照,用遮阳网模拟荫蔽胁迫环境,对耐荫抗倒性具有典型差异的两个大豆基因型(南豆12和南冬抗022-2)的茎秆形态建成、乙烯释放量、内源赤霉素(GA3)含量及扩张蛋白活性进行研究。结果表明:苗期荫蔽胁迫致使不耐荫品种南冬抗022-2节间过度伸长、变细、株高增加,初花期及成熟期倒伏率极显著高于强耐荫品种南豆12;荫蔽胁迫下的南冬抗022-2在保持低水平GA3含量同时,乙烯释放量显著增加;而强耐荫性品种(南豆12号)通过降低GA3含量、维持低水平的乙烯释放量,从而保持其正常的茎秆形态建成,防止倒伏的发生。虽然荫蔽胁迫提高了两基因型扩张蛋白活性,但南冬抗022-2始终较南豆12号高,这与其节间伸长情况一致。有望应用扩张蛋白活性,并与赤霉素含量和乙烯释放量相结合,及时反映并提前预测大豆节间的伸长趋势,为在间套作条件下,通过生理指标在苗期筛选耐荫抗倒大豆品种提供依据。

玉米-大豆带状套作中荫蔽及光照恢复对大豆生长特性与产量的影响

大豆在玉米-大豆带状套作模式中经历了荫蔽期和光照恢复期,本研究比较了两个大豆品种(贡选1号、桂夏3号)在带状套作荫蔽期和光照恢复期的生长特性及产量,以期为选择适宜带状套作的大豆品种提供依据。结果表明,在套作荫蔽期大豆表现为地上部干物质、叶面积降低,干物质分配呈"茎增叶减"趋势;贡选1号的干物质在叶中的分配比例显著高于桂夏3号,地上部干物质、叶面积的反应指数均低于桂夏3号。在光照恢复期大豆的地上部干物质、叶面积快速增加,干物质"茎增叶减"的分配趋势减弱;贡选1号的地上部干物质、叶干物质分配比例、叶面积均高于桂夏3号。两个大豆品种在套作下的产量差异不显著,但桂夏3号显著低于其单作对照。套作大豆产量与光照恢复期地上部干物质、叶面积呈正相关。大豆产量在套作下的降低程度与两个时期的地上部干物质、叶面积受影响程度呈正相关。因此,在光照恢复期能积累较多干物质,形成较大叶面积,且荫蔽期生长状态受影响程度低的品种适宜带状套作。

大豆苗期茎秆相关性状对荫蔽的响应

通过设置自然光照和遮荫环境2个处理,对51份大豆种质资源的苗期茎秆相关性状进行研究。结果表明：大豆茎秆相关性状在自然光照和遮荫环境下的变异系数分别为8.40%~78.06%和11.27%~84.68%,除第1、2节节间长度外,其他各性状在荫蔽环境下的变异系数均高于在自然光照下的变异系数。苗期荫蔽胁迫导致大豆株高、最低分枝高度、各节间长度极显著增加（P〈0.01）,而茎粗、分枝数、主茎节数极显著降低。对2种光照环境下的株高指数进行分析发现,株高指数IL以及I2、I4和I6在2种光照环境下差异达到显著水平（P〈0.05）。相关分析表明,在荫蔽环境下,除第1节外,大豆株高与各节间长度呈显著或极显著正相关,与主茎节数相关性不显著。通径分析表明,自然光照下,第10（0.752）、11（0.736）节对株高的正向作用最大,而在荫蔽环境下,第7（0.752）、10（0.732）节对株高的正向效应较大。在筛选的材料中,有6份材料的株高在2种光照环境下差异不显著,可为套作大豆品种选育奠定基础。

不同荫蔽度对香草兰光合作用与产量的影响

通过槟榔间作香草兰3种不同株行距的对比试验,研究不同荫蔽度对香草兰光合作用与产量的影响。结果表明:槟榔间作香草兰株行距为2.0 m×2.5 m时,香草兰叶面积、叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率和产量等指标最高,除了光合速率变化趋势不大外,其余指标都具有较强的增长趋势;株行距为2.0 m×3.0 m的次之;株行距为2.5 m×2.5 m的最差。

青枣荫蔽栽培下微润灌溉对小粒咖啡生长和水光利用的影响

为探索小粒咖啡幼树的水光耦合模式,通过小区试验研究青枣荫蔽栽培条件下微润灌溉压力水头对小粒咖啡根区土壤水分分布、生长和光合特性的影响.设置3个压力水头:低水头(H1.0:1.0 m)、中水头(H1.5:1.5 m)和高水头(H2.0:2.0 m);3个青枣荫蔽栽培程度:无荫蔽(S0:100%自然光照)、轻度荫蔽(S1:65%~75%自然光照)、重度荫蔽(S2:45%~55%自然光照).研究结果表明:微润灌溉压力水头和荫蔽栽培水平对小粒咖啡根区土壤湿润体内水分含量均值影响显著,湿润体剖面面积随着压力水头的增大而增大,而随着荫蔽程度的增大略有减小;压力水头增大,微润灌湿润体内含水率均值与均匀度显著增大,荫蔽程度增大,湿润体及体内含水率均值与均匀度略有减小;与S0相比,S1的小粒咖啡株高、茎粗、冠幅和叶片数分别增大20.31%,12.44%,24.45%和52.00%;与H1.0相比,增加微润灌压力水头使小粒咖啡叶片日均净光合速率、蒸腾速率、光能利用效率和瞬时水分利用效率分别增大22.10%~60.75%,28.02%~70.49%,35.51%~81.65%和26.42%~39.61%,而叶片胞间CO2浓度减少14.16%~31.32%;与S0相比,增大荫蔽栽培程度,日均净光合速率和蒸腾速率分别增大12.20%~26.10%和5.37%~26.28%,胞间CO2浓度减小5.88%~11.97%;S1下表观光能利用效率和瞬时水分利用效率分别增大15.02%和15.53%,而S2下分别减小5.88%和11.97%;H2.0S1处理的小粒咖啡幼树生长、净光合速率、瞬时水分利用效率和表观光能利用效率显著提高,为适宜的灌溉和青枣荫蔽栽培耦合模式.

荫蔽度对黄连抗性物质的影响

对三四五年黄连进行5个不同荫蔽度处理,分别是全光照,30%,45%,60%,75%,结果表明,三四五年生黄连最适荫蔽度分别为60%,45%和全光照。同一荫蔽度下不同年龄黄连抗性物质有着明显差异。实验可以为实际生产提供一定得理论基础指导。

不同荫蔽度对“台农16号”菠萝生长发育及产量和品质的影响

对"台农16号"菠萝采用荫蔽度33%、45%、66%、73%、86%、0%(对照)等6种遮阳处理,测定其D叶长宽度、株高、叶片数等生长发育指标,小果数、单果质量等产量指标,及果实可溶性固形物、有机酸和可溶性总糖等品质指标,研究不同荫蔽度对其生长发育以及产量和品质的影响。结果表明,荫蔽度小于33%的条件对"台农16号"菠萝的生长发育影响较小,可获得较高的产量和优良的品质。

荫蔽栽培与亏缺灌溉对干热区小粒咖啡生长和冠层结构的影响

干热区小粒咖啡水、光管理粗放,高效生产受到限制。通过大田试验,采用完全组合设计,设3个灌水水平[充分灌水(FI)、轻度亏缺灌水(DIL)和重度亏缺灌水(DIS)]和4个荫蔽栽培模式[无荫蔽(S0):单作咖啡;轻度荫蔽(SL):4行咖啡间作1行香蕉;中度荫蔽(SM):3行咖啡间作1行香蕉;重度荫蔽(SS):2行咖啡间作1行香蕉],研究香蕉荫蔽栽培下亏缺灌溉对干热区小粒咖啡生长和冠层结构的影响。结果表明:与FI相比,其余灌水处理的株高增量和新梢长度分别减少13.62%~23.94%和8.82%~13.96%,总定点因子增加9.55%~34.97%。与S0相比,其余荫蔽处理的株高增量、茎粗增量、冠幅增量、新梢长度和叶面积指数分别增加18.33%~33.65%、6.43%~15.47%、5.38%~12.60%、8.82%~24.69%和5.18%~22.85%,冠层开度、林隙分数、平均叶倾角、总定点因子和透光率分别减少4.42%~15.50%、4.85%~16.49%、5.50%~15.07%、13.78%~41.44%和10.36%~31.78%。相关分析表明,冠层开度、林隙分数、平均叶倾角、直接定点因子、间接定点因子、总定点因子、冠下直接辐射、冠下间接辐射、透光率和消光系数相互之间均呈显著正相关,且分别与冠层叶面积指数呈显著负相关。聚类分析表明,当类间距离为5时,可将12个处理分为3类,FISS、DILSS和FISM处理为第1类,FISL、DILSL、DILSM、DISSS、FIS0和DISSM处理为第2类,DILS0、DISSL和DISS0处理为第3类。其中第1类的生长状况最佳,可作为干热区小粒咖啡灌水处理和香蕉荫蔽栽培模式的优选组合。该结果可为干热区小粒咖啡水光管理提供理论指导。

栽培黄连的荫蔽方法

黄连(Coptis chinensis Franch.)的栽培需要一定的荫蔽条件。过去袭用毁林搭棚栽连,致使森林资源过度破坏,棚材缺乏。为此,连农对荫蔽方法作了许多改进,积累了丰富的经验。兹将产区栽连搭棚的一些方法介绍如下。一、高棚栽培黄连黄连属半阴性植物,不能直接露地栽培,尤其是4月下旬至10月中旬期间的强光照。