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影响玉米冠层光合有效辐射的因素

来源: http://www.wsgjly.com/  类别:技术文章  更新时间:2012-5-31 10:52:35  阅读

  影响玉米冠层光合有效辐射的因素
  粮食安全是中国乃至世界未来面临的重要问题之一,作物产量的增加基于作物光能利用率的提高。玉米作为一种喜光的高产作物,其干物质产量的95% 以上是由玉米绿色叶片通过光合作用生产,而绿色叶片面积的大小直接影响冠层光合作用制造的有机物产量。在营养和水分充足的条件下,玉米光合作用的大小取决于到达叶片的光合有效辐射。
  光合有效辐射是指太阳辐射光谱中波长为400-700 nm波段,能被绿色植物叶片吸收并用来进行光合作用的辐射能,英文简称PAR。然而,在生产实践中,玉米作物冠层不同高度的叶片并不总能得到充足的光能,因而使得叶片实际上处于“光饥饿”状态,并导致作物减产。因此,弄清冠层内的光分布规律,特别是与光合作用密切相关的光合有效辐射的分布规律,是玉米生产研究的一个重要内容。
  玉米冠层内的叶片光合作用强度决定了作物产量的高低,而影响冠层不同层次叶片光合作用强度的直接因子是光合有效辐射。实验利用光合有效辐射计不难观察出玉米冠层不同生育期不同高度的PAR随时间变化呈单峰型曲线,特别在冠层的中上层部位以及玉米生长发育的早期尤其显着。但PAR在不同生育期出现的最大值变化明显,其强度在玉米生育期的乳熟期和成熟期最大,这与当地的气候密切相关。
  此外,光合有效辐射在苗期和拔节期垂直变化较小,这是因为玉米叶片相互之间无遮掩且光能充足所致。抽雄期,玉米冠层的上层叶片生长茂密且旺盛,其截获的光合有效辐射及光能利用率较大,因而冠层内中下层次的叶片只能获得较少的光能。乳熟期,冠层内各层的光能分布相对均匀,玉米叶片各个层次均可进行一定的光合作用;成熟期,光能分布则主要集中在中层叶片以上,下层叶只能获得微弱光能,其光合作用较弱。
  玉米冠层内PAR垂直分布并不按照线性递减的方式衰减,而是随着生育期发生变化。玉米抽雄期,冠层上层叶片生长旺盛,截获的光能较多,使得光合有效辐射在冠层2/3高度以下处的垂直递减变小;乳熟期和成熟期,光合有效辐射在冠层大约1/3高度以上变化明显,而在1/3高度以下的叶片获得的光能则较小,其变化也不显着,这与此时期的叶片枯黄密切相关,与王珍等和盛晋华等的研究结果不完全一致,其原因可能是因玉米品种和播种密度不同而造成。
  利用观测日光合有效辐射仪测量不同层次的玉米PAR数据及叶面积数据分析二者关系。影响光合有效辐射在玉米冠层中分布的主要因子是叶面积,而在特定的种植模式和管理制度下,叶面积的大小决定了光照强度的垂直变化分布。玉米苗期,叶面积指数较小,其叶片较薄且大多是垂直向上生长( 叶倾角> 70度) ,使得其对光强的影响较弱;抽雄期后,叶面积指数的变化则较小。总体上,光合有效辐射和叶面积指数在玉米生育期内呈显着负相关。

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