水稻冠層輻射傳輸特征和光能利用研究.pdf

1、水稻形態(tài)和冠層結(jié)構(gòu)影響冠層輻射傳輸，進(jìn)而影響冠層光能利用和干物質(zhì)生產(chǎn)。因此分析水稻形態(tài)和冠層結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)冠層輻射傳輸、光能利用及產(chǎn)量的影響，可以為提高水稻單產(chǎn)及冠層光分布模型的模擬精度提供技術(shù)支撐。
　　 本研究以不同株型水稻品種為對(duì)象，通過(guò)實(shí)施不同栽插密度和施氮水平的2年田間試驗(yàn)，系統(tǒng)測(cè)定主要生育時(shí)期水稻形態(tài)與冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)、冠層輻射傳輸特征參數(shù)、地上部干物質(zhì)積累量，以及成熟期產(chǎn)量等，分析水稻形態(tài)與冠層結(jié)構(gòu)及入射輻射條件

2、對(duì)冠層輻射傳輸特征和光能利用的影響規(guī)律，并研究了冠層光能利用率與產(chǎn)量之間的關(guān)系，從而為水稻高產(chǎn)栽培和模擬決策提供理論依據(jù)。
　　 栽插密度和施氮量對(duì)水稻葉長(zhǎng)、葉寬、單葉面積有顯著影響；株高隨施氮量的增加而增加。從拔節(jié)期到灌漿期，冠層平均葉傾角逐漸減少；增加栽插密度可增加冠層葉傾角在75°-90°范圍的分布頻率，減少0°-45°范圍的分布頻率，進(jìn)而增加冠層平均葉傾角；冠層平均葉傾角隨施氮量增加而減少；兩優(yōu)培九各處理下的冠層平均葉傾

3、角為68.03°，顯著小于武香粳14的70.39°。增加栽插密度和施氮量可降低冠層中下部葉面積占總?cè)~面積的比重，冠層累積相對(duì)葉面積密度隨冠層相對(duì)高度的增加呈S型曲線，可用Logistic方程來(lái)描述。從拔節(jié)期到灌漿期，冠層中下部的葉面積占冠層總?cè)~面積的比重逐漸下降，且高密度和高氮處理會(huì)加速冠層中下部葉片的衰老。表明水稻形態(tài)和冠層結(jié)構(gòu)隨生育期變化明顯并受栽插密度和施氮量的調(diào)控。
　　 冠層PAR透過(guò)率、反射率隨生育進(jìn)程的推進(jìn)先減少后

4、增大，最小值出現(xiàn)在孕穗至抽穗期；提高施氮量減少了冠層PAR反射率。隨生育進(jìn)程的推進(jìn)，水稻冠層消光系數(shù)(K)逐漸增加，并隨栽插密度和施氮量的增加而增加；2個(gè)水稻品種全生育期的平均K值與抽穗后10天左右的測(cè)量值較為接近。冠層PAR反射率、截獲率和K的日變化呈向下拋物線狀，以正午時(shí)刻最??；而PAR透過(guò)率則呈相反模式；灌漿期PAR透過(guò)率、截獲率和K的日變化幅度明顯小于分蘗期和拔節(jié)期；不同生育期日平均K值均與14:00的測(cè)量值相近。隨著入射光散射

5、比例的增加，PAR透過(guò)率逐漸減少，K值逐漸增加。冠層對(duì)不同PAR波段的反射率和透過(guò)率表現(xiàn)為綠光>紅光>藍(lán)光，而不同波段PAR截獲率則呈相反模式，不同波段PAR傳輸特征的差異在生育前期和生育后期表現(xiàn)得更加顯著。水稻冠層PAR傳輸特征受栽插密度和施氮量的調(diào)控，并存在顯著的生育期變化和日變化，抽穗后10天左右14:00的K值可用于水稻整個(gè)生育期的光合作用模擬。
　　 栽插密度和施氮量對(duì)水稻冠層LAI和群體光合勢(shì)有顯著影響。分蘗至成熟期

6、，各處理水稻冠層平均PAR反射率為3.45％；其中，分蘗至抽穗期冠層反射PAR占冠層總PAR損失的10.90％，顯著小于抽穗至成熟期的22.06％。分蘗至抽穗期冠層PAR轉(zhuǎn)化率高于抽穗至成熟期，分蘗至成熟期PAR轉(zhuǎn)化率隨栽插密度的增加而減少，隨施氮量的增加而增加。分蘗至成熟期，冠層PAR利用率隨栽插密度和施氮量的增加而增加，各處理兩優(yōu)培九的平均PAR利用率為1.83 g·MJ-1，顯著高于武香粳14的1.42g·MJ-1；武香粳14因生