高温胁迫下水稻产量的高光谱估测研究

为了定量分析不同生育期冠层反射光谱参数与水稻产量及产量构成要素的相互关系,确定能够准确预测高温胁迫下水稻籽粒产量的敏感光谱参数,通过盆栽试验,测定了孕穗期4种温度胁迫处理后的2个水稻品种不同生育期冠层高光谱反射率以及成熟后的理论产量、实际产量、穗数、每穗粒数、千粒重、穗长、穗干质量和结实率。结果表明,相对于蜡熟期的光谱参数,抽穗期和灌浆期的光谱参数与理论产量、实际产量、穗数、每穗粒数、千粒重、穗长、穗干质量以及结实率的相关性都较高,均达到显著水平。此两个时期可以作为预测水稻产量的关键时期。其中,差值植被指数DVI[810,A(450,560,680)]、垂直植被指数PVI(810,680)、红边幅值Dλred和红边峰值面积可以同时预测成熟水稻的理论产量和实际产量。而差值植被指数DVI(810,450)和DVI(810,560)、垂直植被指数PVI(810,680)和Dλred可以同时预测成熟水稻的穗数、每穗粒数和千粒重。相对于灌浆期的模型,抽穗期的模型能较可靠地监测水稻产量。     

不同土壤水分条件下玉米叶片/冠层气孔导度的光谱监测模型

通过玉米水分控制试验,测定不同水分条件下各生育期叶片气孔导度、叶面积指数和冠层光谱反射率等,以分析玉米叶片气孔导度的变化规律及其与光谱植被指数的相关性,从而建立基于光谱植被指数和土壤湿度的叶片气孔导度模型。结果表明：玉米在可见光区和近红外中、长波区的反射率随着土壤水分的降低而上升,但叶片气孔导度（Gs）、叶面积指数（LAI）、比值植被指数（RVI）和归一化植被指数（NDVI）随着土壤水分的下降而降低;玉米NDVI和RVI与单叶片和冠层气孔导度均呈极显著指数函数关系（P〈0.01）,且对单叶片气孔导度的拟合效果优于对冠层导度的拟合效果,而经土壤湿度订正的RVI监测模型优于NDVI监测模型。表明通过测定冠层反射光谱率可实时、迅速地定量监测玉米叶片的气孔导度,为大面积作物气孔导度估算奠定基础。     

高温胁迫对扬稻6号剑叶生理特性的影响

以扬稻6号为试验对象,通过在人工气候箱中进行高温处理,研究抽穗期高温胁迫对水稻剑叶生理特性的影响,旨在深入探讨高温对水稻的伤害机理。研究表明：高温胁迫加速剑叶叶绿素丧失,使超氧化物歧化酶（SOD）活性以及抗坏血酸（ASA）、还原型谷胱甘肽（GSH）、脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白质和可溶性糖含量明显降低,并使细胞膜透性和丙二醛（MDA）含量显著增加。说明高温可加速叶片衰老,并影响植物体其他内源物质的变化,且有可能进一步降低作物光合能力。     

作物模型中单叶最大光合作用速率的温度响应修订

作物的光合作用对温度变化敏感, 其温度依存性随品种、生长环境的变化而改变。基于光效率模型的作物生长模型, 在应用中很少对光合作用的温度影响参数值进行订正, 且在全生育期使用相同的参数值, 难免会增加干物质模拟的误差。为此, 本文以ORYZA2000模型为例, 提出了一种修订光合作用温度影响参数值的方法。为确定方法的有效性, 结合2012年和2013年水稻品种两优培九的温度梯度控制实验, 首先利用抽穗开花期光合作用观测曲线提取了不同温度水平的光合作用参数值, 然后结合Arrhenius方程和Peaked方程建立了温度敏感性参数的温度影响方程。将这些方程代入机理性光合作用模型, 模拟了单叶最大光合作用速率与温度的曲线关系。最后, 以归一化后的曲线关系修订作物模型参数值, 并利用两年地上部分生物量(WAGT)观测值对其验证。结果显示, 两优培九单叶最大总光合作用速率随温度的变化关系不同于ORYZA2000的默认设置, 修订后的最适温度为38~40°C, 高于默认值。在10~20°C的低温段, 修订后的温度影响系数低于默认值。从WAGT模拟值的相对误差看, 修订后较修订前平均降低约3.3%。本研究为改进干物质模拟精度和分析不同品种光合作用的温度依存性提供了重要参考。     

基于优化ISODATA法的冬小麦长势分级监测

以江苏省姜堰市为例,利用TM卫星遥感技术监测冬小麦的种植面积与长势情况.在利用GPS实地采样调查和建立解译标志的基础上,进行影像校正、非监督分类、人机交互式判读解译等操作,并将样点数据校验贯穿到整个分类过程中,信息解译精度在90%以上.结合NDVI指数反演的叶面积指数进行小麦长势分级分类,并制作了冬小麦长势分级专题图.     

完全学分制下农业资源与环境专业本科课程体系改革初探

依据教育部颁布的农业资源与环境本科专业培养目标和专业课程要求,本着"加强基础、拓宽专业、优化结构、精简内容、扩大选修、突出个性、注重实践、形成特色"的原则,结合南京信息工程大学实际,探讨了农业资源与环境专业完全学分制下人才培养方案和课程体系的设置。     

山东省参考作物蒸散分布研究

根据山东省20个气象观测站点的44年的观测资料,利用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算各站各年各月的ET0值,根据山东省的等值线分布图分析ET0的时空分布规律,最后得出:ET0的月际变化较大,6月份最大,1月份最小,存在1个高值区、4个低值区、2个季节性高低区。ET0的年际变化在不同的站点也呈现不同的变化趋势。温度对ET0的影响最大。     

不同水源灌溉对水稻高温热害影响的微气象学分析

高温热害是长江中下游地区水稻常见的农业气象灾害,井水和池塘水灌溉是水稻高温热害过程中常用的农业措施。为研究高温热害下不同灌溉水源对稻田微气象的影响,以两优培九为研究对象,在高温热害期间（2016年8月12-18日）开展田间试验。试验分3个处理,T1：用池塘水每日8：00灌溉,田间水层达10cm后停止,18：00排干,灌溉水温平均30.5℃;T2：用井水每日8：00灌溉,田间水层达10cm后停止,18：00排干,灌溉水温平均18.2℃;CK：试验开始当天用池塘水灌溉至田间水深达10cm后停止,夜晚不排放,当田间水深低于5cm时补充灌溉至10cm,试验期间每日8：00田间平均水温27.2℃。对稻田不同层次的土温和水温、水稻冠层不同层次温湿度、冠层顶部（120cm）叶温、冠层上方太阳辐射等指标进行测定,用Penman-Monteith分层模式计算稻田能量平衡各分量的日变化。结果表明：白天（8：00-18：00）,所有处理各层次冠层内气温和地温均为T1>CK>T2,随着冠层高度增加,处理间气温差异逐渐减小;随着土壤深度增加各处理间地温差异逐渐减小。夜间（18：00-次日8：00）,各处理间5cm地温差异最大,其次为冠层40cm处。不同灌溉水温改变了各处理的能量平衡分量,水体含热量的变化（Q）表现为T2>CK>T1,土壤热通量（G）、显热通量（H）和潜热通量（LE）均表现为T1>CK>T2。说明较高温度的池塘水灌溉加重了水稻的高温热害,而较低温度的井水灌溉对抵御高温热害有良好效果。     

不同高度层冬小麦叶片水分利用效率对CO2浓度变化的响应

大气CO2浓度升高会给地球生态系统带来一系列环境问题,植物能够通过气孔调节光合作用和蒸腾作用,对环境变化做出响应。本研究以评价植物光合作用和蒸腾作用相互关系的指标水分利用效率为切入点,以冬小麦为研究对象,在灌浆期将冠层按距离地面高度分上、中、下三层,采用LI-6400便携式光合作用测量系统测定数据对各层叶片光合、蒸腾特性随CO2浓度变化的响应进行了对比分析。结果表明：随着CO2浓度的增加,（1）各层叶片净光合速率呈直角双曲线形式增加,不同层叶片之间净光合速率对CO2浓度响应的差异不显著（P〉0.05）,但各层羧化速率、光合能力、光呼吸表现不一致,均为上层〉中层〉下层;（2）各层叶片蒸腾速率总体下降,不同层叶片之间蒸腾速率对CO2浓度响应的差异显著（P〈0.01）,蒸腾速率的变化是气孔导度随CO2浓度变化的结果,两者呈显著正相关（P〈0.01）;（3）净光合速率提高与蒸腾速率降低,共同使叶片水平水分利用效率提高。研究工作有利于加深气候变化对农业影响的认识,也为农田生态系统碳、水耦合循环的多层模型研究奠定基础。     

冬小麦阴阳叶光合特性的差异研究

利用LI-6400R便携式光合测定系统测定了冬小麦不同生育期的光响应曲线,并将植株分为阴阳叶,观测其不同叶位叶片的光合速率及相关因子日变化。结果表明：冬小麦最大光合速率出现在孕穗期,光响应曲线模拟值与实测值有很好的一致性。光合有效辐射是造成阴阳叶光合速率及其他生理因子差异的主要原因。阳叶在高光强时表现出“午休”现象,而阴叶受光合有效辐射限制,光合速率偏低。不同时期冠层内植株叶片水分利用效率均自下而上增大,且阴阳叶之间差异较大。