云南地区水稻低温冷害指标研究

利用2013年4—10月云南省昆明市东川地区4个不同海拔高度试验点水稻盆栽和跨海拔搬运试验资料,分析了海拔高度变化对水稻生长和产量的影响及光合作用特征,确定粳稻和籼稻生长最大差异的临界海拔高度,结合同步气象观测数据确定云南地区粳稻和籼稻拔节期、开花结实期及乳熟期的低温冷害指标.结果表明:由海拔高度变化造成温度的变化对云南地区粳稻和籼稻生长指标及光合作用特征均具有较大影响,粳稻受影响更显著;籼稻生长最大差异临界海拔高度为1500—1800 m,粳稻生长最大差异临界海拔高度为1800—2100 m;在云南地区水稻拔节期,籼稻低温冷害成灾指标为19.6℃,粳稻低温冷害成灾指标为17.2℃;在水稻开花结实期,籼稻低温冷害成灾指标为20.5℃,粳稻低温冷害成灾指标为18.1℃;在水稻乳熟期,籼稻低温冷害成灾指标为19.1℃,粳稻低温冷害成灾指标为16.7℃.     

近地层O3和CO2浓度变化对冬小麦影响的数值模拟：Ⅰ模型结构

在试验研究的基础上,文中尝试利用数值模拟方法评估O3和CO2浓度变化对作物的影响.以农田生态系统碳氮生物化学模型(DNDC)为基础,对其中的作物子模型进行改进,加入O3对冬小麦光合作用和叶片生长影响的模拟,结合原模型中有关CO2对冬小麦光合作用影响的模拟,建立反映O3和CO2浓度变化对冬小麦生长发育和产量形成影响的作物模型.文章对DNDC模型进行了参数修正以适用于中国华北地区;文章参考前人的工作,引用了两种O3对作物光合作用影响的模拟方法进行比较,分别是O3对初始光利用率的影响和O3对叶片光合作用的直接影响;在此基础上,进一步考虑O3对冬小麦叶片生长的影响,根据试验资料,建立了O3对叶片生长影响系数.     

水稻生长和产量形成的数值模式

水稻生长和产量形成与外界环境条件之间有着密切关系。本文通过作物光合作用、呼吸作用两个生理过程,把水稻生长与环境条件有机地联系起来,对水稻生长过程进行定量的数学描述。本文探讨了水稻生长过程中干物质的分配规律,建立了水稻器官干物质积累过程、光合作用、呼吸作用、叶面积动态变化等模式。尽管还不够完善,但用它计算模拟水稻生长与产量形成的结果是较为满意的。     

二氧化碳施肥与水稻生产

对生长在温室中的蔬菜进行CO_2施肥,取得了显著的增产效果。据吉田等人在非律宾国际水稻研究所的试验研究,对水稻进行CO_2施肥的增产效果也很明显。下面做一简要介绍: 一、二氧化碳对光合作用、生长和产量的影响二氧化碳对水稻叶面光合作用的影响取决于光照和温度。     

CO2对植物生长的作用及在保护地栽培中人工补充方法

植物的生长是通过光合作用形成碳水化合物并积累在植物体内。ＣＯ２是进行光合作用不可缺少的原料。在温室、大棚等保护地栽培中，若能使ＣＯ２的浓度满足植物生长的需要，就可充分利用光能达到增产的效果，这就需要人工补充ＣＯ２的方法来完成。     

水稻生长模拟模式的研究

根据1989和1990年的田间试验资料，建立晚稻南粳34生长和产量形成的模拟模式。着重考虑光合作用、呼吸作用和生长等生物学过程。光合受辐射、温度和叶面积等因素影响，呼吸包括生长呼吸、维持呼吸和光呼吸，生长以净光合产物的分配转移模拟，产量形成以净光合产物积累模拟.结果表明，模拟值与实测值较为一致。     

土壤温度对出苗前棉花生长的影响

土壤温度是调节植物生长和发育的一个重要变量。通过实验观测确定棉花出苗前不同土壤温度对根和芽的生长的影响。将棉花种在长300mm,直径50mm圆柱容器内,在土壤温度为20℃、320℃、38℃三种条件下生长192h。数据表明：在32℃时棉苗的根（173mm）和芽（152mm）最长,其次是20℃时（根130mm和芽82mm）,在38℃时棉苗的根（86mm）和芽（50mm）最短。在棉苗生长192h以后,在20℃和38℃条件下的根系长度比在32℃条件下的根系分别短了20％和50％。38℃下棉苗根和芽的长度及干物质量最小。在棉苗生长180h以后,在20℃和38℃条件下的芽长比在32℃条件下的芽长分别短了44％和61％。棉苗在以上3个温度下生长模式相似：开始是线性生长,接着生长速率降低或停止生长。停止生长的时间随温度变化而变化,温度越高生长速率降低越快。土壤温度≥38℃时对出苗不利,因此棉花播种应在苗床土壤温度达到这个温度前完成。此外,在种子中储存的水分和营养物质损耗完之前,苗床应有足够的水分和营养供给种子生长。     

大气CO2浓度升高及气候变化对作物冠层光合影响的数值模拟

利用美国Licor-6200光合作用测定仪,对黄淮海地区代表性冬小麦品种鲁麦23号叶片光合作用速率进行了较为全面的测定,分别确定了冬小麦叶片光-光合作用响应曲线和CO2-光合作用响应曲线,在此基础上,建立了叶片光合作用模式,并进而建立了一个具有瞬时时间尺度,空间积分为叶片尺度的冬小麦冠层模式,利用模式分别分析了大气中CO2浓度升高和温度变化对冠层光合作用的不同影响,并在此基础上进一步进行了综合数值分析.单因子分析表明晴天状况下,冠层光合速率随CO2浓度升高而上升,当CO2浓度由330×10-6上升至660×10-6时,冠层光合日总量可增加19.7 %;冠层光合速率随辐射增加而增大,辐射量增加10.0 %,冠层光合日总量可增加6.7 %;冠层光合速率随温度升高而下降,温度升高1 ℃,冠层光合日总量减少2.9 %.多因子综合数值分析表明在辐射量较大的气候背景下,冠层光合日总量对温度和CO2变化响应更加敏感.本文的实测数据为研究气候变化对中国农业影响提供了最基本的可靠模型参数,冠层光合模型为未来改进作物模型提供了理论基础.     

温度对夏玉米光合生产力影响的数值模拟研究

利用美国Licor-6200便携式光合作用仪测定了夏玉米光合作用速率，给出了叶片光合作用模型，建立了夏玉米冠层光温生产力数值模式，阐明了日平均气温与冠层群体光合作用之间的相对确定性关系，并提出了光合等效温度的概念及计算方法。在此基础上，推导出温度对群体光合作用影响的函数表达式，使温度订正函数f (T)不再是简单的假设，而是建立在较为严格的理论基础之上，从而实现了光合模型的时间尺度转换，为更准确地建立生态动力模型及农业气候资源数值模型提供了前提条件。     

紧凑型夏玉米光能利用和合理密植试验总结

夏玉米的生长和产量形成是通过绿色叶面积的光合作用,把无机物转化为有机物、把太阳能转化为化学能的一个物质和能量的转化过程。在大田生产条件下,群体的绿色叶面积与种植密度有关。为了探索紧凑型夏玉米光合叶面积变化的规律和特点,找出提高光能利用率的有效途径,确定玉米高产的最佳密度和在高密度下便于管理的种植方式,1991年我们进行了夏玉米光能利用和合理密植的试验研究。     

旬邑塬区黄芪适播期试验通报

通过2004—2005年2 a期的平行试验研究得出,4月5日左右种植的膜荚黄芪出苗天数短,植株生长生育良好,生物产量高,干根产量高,可确定为旬邑山区向阳面、塬区黄芪种植最佳适播期。     

水稻干物质积累及产量的简化数值模拟研究

本文在试验研究的基础上,建立了描述叶面积动态变化、光合作用、呼中作用以及干物质累积和分配等生长过程与气象条件关系的数学模型,检验结果表明效果较好。     

春小麦生长简化模拟模式研究

本文通过数值模拟试验，构建了描述作物光合作用、呼吸作用、叶面积动态变化以及干物质累积与分配等生长过程与气象条件关系的数学方程。在此基础上初步研制了水分、营养满足条件下的春小麦生长简化模拟模型。检验表明，此简化生长模型的模拟效果良好。     

水稻产量预测的数值模拟方法研究

本文在1983年试验研究的基础上,进一步探讨了水稻生长与产量形成的数值模拟方法。对1983年试验建立的水稻叶、茎、根、穗等器官生长模式用梯形近似法求解得出描述水稻生长和产量形成过程的递推表达式;对水稻群体同化能力、同化物分配转移规律也进行了初步研究;并用最优化方法确定出模式参数的最优解,模拟了1984年水稻生长发育和产量形成过程。     

气候对水稻光合作用和呼吸作用的影响

一、光合作用和呼吸作用对温度的反应 1.冷害对水稻光合作用的影响水稻的光合作用严重地受着低温,尤其是霜冻的危害。受冻叶子光合作用的停止,以及光合作用的恢复,乃是温带和热带山区稻作栽培中最重要的问题之一。低温可以使叶绿体中的酶促活动停止从而抑制光合效率。实验证明,在连续19小时5℃低温条件下稻作光合作用就会大大降低。研究表明,冷害使光合作用对氧的反应发生巨大变化。冷害前,空气中含有3％的氧气时,光合效率比含有21％的氧气时高得多。而刚受害时,前     

基于Ｌｏｔｋａ Ｖｏｌｔｅｒｒａ方程的基因调控网络的稳定性分析

在2007年7—8月棉花生长旺季,将冠层按高度分多层,通过简单的试验方法确定了棉冠内叶片丛聚指数（clumping index,Ω）,以此区分计算出田间各层逐时阳叶（受光叶）和阴叶（被遮荫叶）叶面积指数的动态值。在8月23日用LI-6400R便携式光合测量系统分多层分别测定阴、阳叶单张叶片净光合作用的日变化,结合阴、阳叶面积权重,探讨利用Ω区分阴阳叶之后对整个冠层日总光合作用的影响。试验结果表明：（1）花铃期棉花冠层内Ω约为0.68;（2）利用Ω计算得到8月23日冠层日间（09：00—18：00）总净光合作用日平均值大约为20.3μmol·m-2·s-1,其中阳叶贡献约占总量的72%,阴叶约占总量的28%;（3）上层叶片贡献约占总量的75%,中层叶片约占总量的22%,下层叶片约占总量的3%。     

棉花冠层阴阳叶空间分布的日变化及其对光合作用的影响

在2007年7—8月棉花生长旺季,将冠层按高度分多层,通过简单的试验方法确定了棉冠内叶片丛聚指数(clumping index,Ω),以此区分计算出田间各层逐时阳叶(受光叶)和阴叶(被遮荫叶)叶面积指数的动态值。在8月23日用LI-6400R便携式光合测量系统分多层分别测定阴、阳叶单张叶片净光合作用的日变化,结合阴、阳叶面积权重,探讨利用Ω区分阴阳叶之后对整个冠层日总光合作用的影响。试验结果表明:(1)花铃期棉花冠层内Ω约为0.68;(2)利用Ω计算得到8月23日冠层日间(09:00—18:00)总净光合作用日平均值大约为20.3μmol·m-2·s-1,其中阳叶贡献约占总量的72%,阴叶约占总量的28%;(3)上层叶片贡献约占总量的75%,中层叶片约占总量的22%,下层叶片约占总量的3%。     

单株水稻生长与产量形成数值模拟试验初报

本文以光合作用,呼吸作用,同化物分配、转移这三个基本生理过程为依据描述水稻生长与产量形成的干物质增长积累过程,建立了单株水稻生长模式,并用1983年南京气象学院农气试验站“南粳34”水稻分期播种试验观测资料对水稻干物质增长和产量形成过程进行了模拟计算。结果表明所建模式基本上能反映水稻生长和产量形成的实际变化情况。     

华北冬小麦品种演变过程中CO2补偿点变化分析

CO₂补偿点是作物生长模型中最基本的关键模型参数之一,本文利用Licor-6400便携式光合作用测定仪,对1949年以前和1949-2005年中国华北地区不同年代冬小麦主要品种的生理生态参数进行大量的系统测定,在此基础上,对华北地区不同冬小麦品种的光合作用模型进行拟合,以确定不同年代不同品种冬小麦CO2的补偿点。结果表明：中国华北地区冬小麦CO₂补偿点随光强升高而降低,在800 μmol·m^-2·s^-1光量子通量密度条件下,野生麦种CO₂补偿点最高,达123.40 μmol·mol^-1。1949-2005年华北地区不同冬小麦品种中泰山1号CO₂补偿点最高,达107.07 μmol·mol^-1;红秃头CO₂补偿点最低,为57.25 μmol·mol^-1;不同品种冬小麦CO₂补偿点最高值和最低值差值为49.82 μmol·mol^-1,说明华北地区冬小麦随品种演化CO₂补偿点变化明显。建立了中国华北地区7个典型冬小麦品种包含CO₂因子的直角双曲线光合作用模型,确定了不同年代不同品种冬小麦CO₂的补偿点,为进一步建立包含CO₂直接作用的气候变化影响评估机理模型提供基础数据。     

包含CO2因子的冠层光合作用简化模型及其关键参数数值敏感分析

利用美国Licor公司生产的Li-6200便携式光合作用测定仪对冬小麦叶片光合作用进行了较为系统的测定研究,在实测资料支持下建立了包含CO2因子的叶片和冠层光合作用模型,验证结果表明,模型具有较高准确性.利用模型对CO2影响参数μ进行数值敏感分析,结果表明:对叶片光合而言,μ=0.83时叶片光合作用模型拟合最好,随μ减小或增大,拟合精度均下降;对冠层光合而言,μ=0.83时模拟光合日总量达到最大值,μ减小或增大,光合日总量均下降.多因子数值分析表明:在辐射值较大的状况下,μ对冠层光合的影响更为显著.