春玉米叶片功能期量化分析
发布时间：2020-04-23 17:54
【摘要】：叶片功能期是绿叶面积的光合有效持续期,影响光合生产能力的关键因素。冠层叶片功能期的量化评估对玉米植株生长和产量形成具有重要意义,量化种植密度和施氮量对叶片功能期的影响程度对指导作物氮肥管理具有重要作用。试验于2015—2018年在中国农业科学院吉林省公主岭市试验站进行,以先玉335和郑单9582个品种为试验材料,设置37,500株hm~(-2)和67,500株hm~-22 2种种植密度,每种密度下分别设置为300 kg N hm~(-2)、150 kg N hm~(-2)和0 kg N hm~-22 3种施氮量,展开春玉米叶片功能期量化分析,主要研究结果如下:1.基于2015和2016年试验数据,以高斯函数(?)模拟玉米各叶位叶片功能期的动态变化,并用2017年和2018年数据进行验证,在此基础上进一步明确了模型特征参数的生理学意义,进一步解析利用5转折叶位拟合整株叶片功能期的简化方法,并探讨了利用该模型函数对玉米叶片功能进行分组的可能性。2.基于模型拟合不同种植密度和施氮量下叶片功能期,验证了高斯函数拟合叶片功能期的适用性,并量化种植密度和施氮量对叶片功能期的影响。种植密度从37,500株hm~(-2)增至67,500株hm~(-2),每增加1000株hm~(-2)整株功能期减少33-63℃d,影响最大叶位在6-8叶,减少7-15%;施氮量从0 kg N hm~(-2)增至150 kg N hm~(-2),每增加1 kg N hm~(-2)整株功能期增加18-25℃d,影响最大叶位在6-8叶,增加22-32%;施氮量从150 kg N hm~(-2)增至300 kg N hm~(-2),每增加1 kg N hm~(-2)整株功能期增加3-6℃d,影响最大叶位在6-8叶,增加3-6%。3.以SPAD值的高密度快速监测能完整地体现其时空动态分布规律,2017和2018年获取的SPAD值试验数据表明不同叶位叶片SPAD值随生育进程先增大后减小且各叶位SPAD值高值和持续期有一定规律性。进一步利用有理函数(?)构建单叶SPAD值模型,并以叶片可见时间为轴建立叶片SPAD值三维模型,清晰地分析种植密度和施氮量对叶片SPAD值的影响,种植密度增大SPAD值绿色色度变浅,密植条件下增施氮肥SPAD值绿色色度变深、持续期延长,生育后期SPAD值下降速率延缓,叶片功能期延长。
【图文】：
中国农业科学院硕士学位论文 第三章 春玉米叶片功能期分布规律及模型构建 第三章 春玉米叶片功能期分布规律及模型构建叶片功能期是指叶片完全展开至 1/2 变黄所持续的天数，是评价叶片光合生产能力的重要指标，其量化评估对玉米植株生长和产量形成具有重要意义。Lizaso 等(2003)、 Kim 等(2012)曾提出用高斯函数对不同叶位功能期(GDD8)进行量化分析，建立叶片功能期模型。3.1 叶片展开时间与衰老时间以种植密度 67,500 株 hm-2、施氮量 0 kg N hm-2的处理为例，完整表现不同叶位叶片功能期的变化特征。玉米植株全部叶片的展开和衰老时间如下图 3-1 所示。以出苗为起点，不同叶位叶片的展开时间随着叶位的上升顺序延迟，上部叶相邻叶片间展开时间相差 1-2 d；叶片衰老时间则随叶位上升先增大后减小，上部叶片衰老时间比较接近，先玉 335 叶片衰老最晚出现在 18 叶，郑单 958 衰老最晚出现在 19 叶，衰老发生最晚的叶位均高于穗位叶，，品种间和年际间变化规律一致。
11 53.35 -0.038 -1.04E-03 2.77E-07 0.7812 54.93 -0.041 -9.61E-04 1.82E-07 0.9213 57.50 -0.034 -7.88E-04 1.62E-07 0.7114 51.49 -0.021 -9.08E-04 3.99E-07 0.6715 52.77 -0.006 -5.91E-04 3.32E-07 0.7416 47.47 0.004 -7.22E-04 5.62E-07 0.8217 47.39 -0.003 -8.82E-04 6.56E-07 0.7918 48.79 -0.019 -9.75E-04 5.17E-07 0.8619 41.73 0.005 -9.64E-04 8.23E-07 0.8920 44.64 -0.019 -1.15E-03 7.10E-07 0.8721 40.83 -0.022 -1.40E-03 9.06E-07 0.9722 37.11 -0.016 -1.57E-03 1.27E-06 0.795.1.3 春玉米叶片 SPAD 值三维模型构建对 6-22 叶构建单叶 SPAD 值模型插值分析，以各叶位可见时间为轴表示叶位建立叶片 SPA值的三维结构，从时间和空间角度上色度分布分析叶片 SPAD 值的演变过程。从下图 5-2 中可看出随着生育进程推进、叶位上升 SPAD 值绿色色度先深后浅，不同层次叶片的时空差异通过度体现。中部叶叶片 SPAD 值的高值和 SPAD 值高值持续期大于下部叶和上部叶，三维空间结能清晰、准确地反映 SPAD 值的时空分布特征。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S513
【图文】：
中国农业科学院硕士学位论文 第三章 春玉米叶片功能期分布规律及模型构建 第三章 春玉米叶片功能期分布规律及模型构建叶片功能期是指叶片完全展开至 1/2 变黄所持续的天数，是评价叶片光合生产能力的重要指标，其量化评估对玉米植株生长和产量形成具有重要意义。Lizaso 等(2003)、 Kim 等(2012)曾提出用高斯函数对不同叶位功能期(GDD8)进行量化分析，建立叶片功能期模型。3.1 叶片展开时间与衰老时间以种植密度 67,500 株 hm-2、施氮量 0 kg N hm-2的处理为例，完整表现不同叶位叶片功能期的变化特征。玉米植株全部叶片的展开和衰老时间如下图 3-1 所示。以出苗为起点，不同叶位叶片的展开时间随着叶位的上升顺序延迟，上部叶相邻叶片间展开时间相差 1-2 d；叶片衰老时间则随叶位上升先增大后减小，上部叶片衰老时间比较接近，先玉 335 叶片衰老最晚出现在 18 叶，郑单 958 衰老最晚出现在 19 叶，衰老发生最晚的叶位均高于穗位叶，，品种间和年际间变化规律一致。
11 53.35 -0.038 -1.04E-03 2.77E-07 0.7812 54.93 -0.041 -9.61E-04 1.82E-07 0.9213 57.50 -0.034 -7.88E-04 1.62E-07 0.7114 51.49 -0.021 -9.08E-04 3.99E-07 0.6715 52.77 -0.006 -5.91E-04 3.32E-07 0.7416 47.47 0.004 -7.22E-04 5.62E-07 0.8217 47.39 -0.003 -8.82E-04 6.56E-07 0.7918 48.79 -0.019 -9.75E-04 5.17E-07 0.8619 41.73 0.005 -9.64E-04 8.23E-07 0.8920 44.64 -0.019 -1.15E-03 7.10E-07 0.8721 40.83 -0.022 -1.40E-03 9.06E-07 0.9722 37.11 -0.016 -1.57E-03 1.27E-06 0.795.1.3 春玉米叶片 SPAD 值三维模型构建对 6-22 叶构建单叶 SPAD 值模型插值分析，以各叶位可见时间为轴表示叶位建立叶片 SPA值的三维结构，从时间和空间角度上色度分布分析叶片 SPAD 值的演变过程。从下图 5-2 中可看出随着生育进程推进、叶位上升 SPAD 值绿色色度先深后浅，不同层次叶片的时空差异通过度体现。中部叶叶片 SPAD 值的高值和 SPAD 值高值持续期大于下部叶和上部叶，三维空间结能清晰、准确地反映 SPAD 值的时空分布特征。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S513
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10 陈建宇;哈}
本文编号：2637989
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