国家级星火计划(2008GA600009)
- 作品数：6 被引量：50H指数：5
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- 相关机构：北京农业职业学院北京日川河果树研究开发中心中华人民共和国水利部更多>>
- 发文基金：国家级星火计划北京市科委基金北京市科委课题更多>>
- 相关领域：农业科学更多>>
- 苹果三维树冠的净光合速率分布模拟被引量：10
- 2012年
- 构建三维树冠光合模型可模拟出叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和光能利用效率(LUE)在树冠内的三维分布。以17年生纺锤形"富士"苹果树(Malus domestica Borkh.cv.‘Fuji’)为试材,通过实测确定三维树冠内叶片和辐射分布,根据不同部位叶片最大光合速率经验公式模拟叶片Pn在三维树冠空间内分布,并据2007—2009年测定数据拟合相关模型参数。模拟表明,苹果树冠叶片Pn和辐射的三维分布相似,在树冠上部Pn三维分布比较平缓,然后随辐射的减少而迅速降低。高辐射条件下(PAR=1500μmol.m-.2s-1),从树冠上部3 m处降到到1 m,平均相对辐射从71.18%降到8.05%,减少了89%,叶片平均Pn从15.05μmol.m-.2s-1降到1.92μmol.m-.2s-1,减少了87%。单位体积小室内的总净光合速率大小主要取决于叶面积密度,部分取决于Pn。Gs三维分布与Pn相似,而LUE分布与辐射相反,中下部高,上部低。根据光合机理模型、树冠内辐射和叶面积三维分布可模拟出苹果三维树冠内叶片的Pn、Gs和LUE分布,该模型参数少,可方便用于其它果树三维光合模型构建和果树整形修剪研究。
- 高照全赵晨霞张显川冯社章
- 关键词：光合作用气孔导度光能利用效率
- 我国4种主要苹果树形冠层结构和辐射三维分布比较研究被引量：13
- 2012年
- 树体结构和辐射分布是影响果树冠层光合生产力和果实产量品质的主要因素。本文以＂富士＂苹果（Malus domestica Borkh.cv.‘Fuji’）为试材,采用田间调查方法,系统研究了我国苹果生产中4种主要树形的树体结构参数以及叶面积密度（LAD）和光合有效辐射（PAR）的三维分布特征。结果表明,开心形树冠的枝量（894×103·hm-2）和叶面积指数（LAI,2.53）最小,其他3种树形中小冠疏层形分别为2 280×103·hm-2、4.14,疏散分层形分别为2 119×103·hm-2、3.98,纺锤形分别为2 190×103·hm-2、3.88。不同树形LAD三维分布各不相同,小冠疏层形苹果树的叶片主要分布在树冠的0.5-1.5 m之间,疏散分层形和纺锤形主要分布在0.5-2.0 m之间,开心形主要分布在1.0-2.0 m之间。通过对不同树形LAD和PAR三维分布比较发现,每种树形的PAR都随树冠深度的增加而降低,在树冠中部LAD最大部位辐射消减最快,PAR的三维分布主要与叶片分布有关。其中开心形树冠的平均PAR最高,分布最均匀。4种树冠内叶片得到的平均相对PAR小冠疏层形为24.85%,疏散分层形为28.84%,纺锤形为27.71%,开心形为37.28%。开心形树冠内低光区的叶片所占比例只有35%,其他树形都超过50%。研究表明,不同相对PAR范围内的叶片比例能够更好地反映果树冠层的辐射情况,开心形树冠在辐射分布上优于其他3种树形。
- 高照全赵晨霞程建军张显川
- 关键词：苹果树体结构树形叶面积指数枝量
- 不同水分条件下盆栽苹果树蒸腾速率动态模拟被引量：5
- 2013年
- 土壤水分是制约作物产量和品质的主要环境因素之一,估算不同水分条件下的蒸腾速率(T r)对于作物的优质高产和节水灌溉等具有十分重要的意义。通过构建蒸腾-气孔-光合耦合模型可模拟出不同水分条件下苹果树的蒸腾动态,模型参数根据逐步干旱条件下盆栽‘富士’苹果树试验获取。结果表明,T r主要由饱合水气压差和气孔导度(G s)驱动,同时气象因子和土壤水势对其有强烈的交互作用影响。T r随土壤水势的下降而减小,当土壤水势低于0.4 MPa时减小幅度更加显著。晴天时,G s在一天中呈双峰曲线,而T r呈单峰曲线,最大值出现在13:00左右,约为3.6 mmol·m-2·s-1。根据该模型可计算出不同水分条件下1株盆栽苹果树(总叶片积为0.26 m-2)全天的蒸腾总量,供水充足时为652.1 g,严重干旱时(土壤水势为1.5 MPa)为85.4 g。实测值和模拟值的比较表明,该耦合模型能够模拟出不同土壤水分条件下盆栽苹果树的蒸腾动态以及土壤的含水量。
- 高照全李志强陈吉虎
- 关键词：苹果蒸腾作用小气候气孔导度
- 不同苹果树形光能利用效率分布和差异研究
- 果树的产量主要依赖于树冠的光能利用效率(LUE),而果实品质主要与光照在树冠内的分布相关,取决于树冠内叶片的光能利用情况。研究不同树形结构LUE的分布和差异,改善树冠LUE,对于提高果树产量和品质都具有非常重要的意义。本...
- 高照全李志强吴晓云张显川
- 关键词：苹果树形光能利用效率光合有效辐射光合作用
- 不同辐射条件下苹果叶片净光合速率模拟被引量：13
- 2012年
- 以富士苹果(Malus domestica Borkh.cv.‘Fuji’)为试材,将C3植物光合生化模型、气孔导度半机理模型、叶片最大光合速率和相对光合有效辐射(RPAR)之间的经验公式相耦合,能够模拟出不同RPAR(或树冠不同部位)下叶片净光合速率(Pn)对小气候因子和叶水势(Ψl)的响应,及Pn日变化。模拟表明,不同RPAR下Pn变化主要依赖于光合有效辐射(PAR)大小,并对CO2浓度有很高敏感性。不同RPAR下叶片Pn最适温度约为20—30℃,并随PAR或CO2浓度的升高而升高。相对湿度(RH)和Ψl对不同RPAR下叶片Pn影响不大,Pn只随RH和Ψl的减小而略有降低。数值模拟表明,当RPAR减小时Pn随之迅速减小,从冠层3 m到1 m处,叶片RPAR从57.18%减少到16.22%,而最大Pn从16.65μmol.m-.2s-1减小到4.24μmol.m-.2s-1。在平均气象条件下,树冠顶部单位面积叶片每天固定CO2为420 mmol.m-.2d-1,而下层叶片只有40 mmol.m-.2d-1。当苹果树冠内叶片接受RPAR低于12%时,全天净光合总量为0,这类叶片可称为无效叶,其所在树冠空间为无效光区。果树整形修剪的主要目的就是尽量减少无效枝叶,利用该模型可确定出这类枝叶在树冠中的位置。
- 高照全冯社章张显川程建军
- 关键词：苹果光合作用
- 苹果叶片蒸腾速率动态模拟
- 2011年
- 为了解不同小气候条件下苹果叶片的蒸腾速率(Tr)动态变化,构建了气孔-蒸腾耦合模型,并进行模拟研究。其中,叶片Tr根据Penman-Monteith公式计算,气孔导度(Gs)根据气孔的半机理模型计算。利用在‘富士’苹果园(Malus domestica Borkh.cv.‘Fuji’)观测数据拟合了相关模型参数。模拟结果表明,Tr随空气温度和叶片水势(Ψl)的增加而迅速增加,随CO2浓度的增加而降低。当光合有效辐射(PAR)低于光合作用的光饱和点时,Tr随PAR的增加而线性增加,超过光饱和点后Tr的增加不显著。结果显示,蒸腾作用主要是由饱和水气压差和Gs驱动,气孔变化是影响蒸腾的主要因素。不同小气候因子对Tr的影响各不相同,且它们之间还存在强烈的交互作用。在一天当中,Tr随Gs的增加(降低)而增加(降低)。在晴天,一天中单位面积的苹果上层叶片能蒸发2.7L水,其最大Tr约4mmol/(m2·s)。研究表明,通过构建叶片Tr和Gs耦合模型可模拟出不同小气候条件和Ψl下苹果叶片Tr的动态响应。
- 高照全冯社章赵晨霞程建军
- 关键词：苹果蒸腾作用气孔导度小气候
- 我国4种主要苹果树形光合能力差异研究被引量：16
- 2013年
- 光合作用是影响果树生长发育的重要因素,果实的产量和品质主要取决于树冠内叶片的光合作用分布。本研究主要目的是利用三维树冠光合耦合模型模拟比较我国4种主要苹果树形(小冠疏层形、疏散分层形、纺锤形和开心形)光合能力的三维分布和日变化。试验于2010—2012年在富士苹果(Malus domestica Borkh.cv."Fuji")园进行,通过实测确定三维树冠内叶片和辐射分布,根据不同辐射下叶片最大光合速率经验公式计算叶片净光合速率(Pn)在三维树冠空间内的分布。结果表明,Pn的三维分布和相对辐射相似,在树冠上部变化平缓,在树冠内随辐射的降低而急剧减少;光合总量的分布主要取决于叶面积密度。通过对4种主要苹果树形光合能力分析研究发现,当PAR=1 500μmol.m 2.s 1时,4种树形的Pn分别为:小冠疏层形6.72μmol.m 2.s 1、疏散分层形7.52μmol.m 2.s 1、纺锤形7.24μmol.m 2.s 1、开心形9.88μmol.m 2.s 1。不同树形日光合总量的差异主要与叶面积指数相关;在晴天,单位地面上4种树形的日光合总量分别为:小冠疏层形665.5 mmol.m 2.d 1、疏散分层形791.7 mmol.m 2.d 1、纺锤形752.6 mmol.m 2.d 1、开心形601.1 mmol.m 2.d 1。研究表明,4种苹果树形中开心形树冠Pn高,有利于提高果实品质;而其他3种树形的光合总量大,有利于提高果实产量。
- 高照全赵晨霞李志强张显川
- 关键词：光合能力日变化
