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华北地区冬小麦叶片光合作用模型在农业干旱预测中的应用研究

刘建栋 王馥棠 于强 毛飞 毕建杰 樊广华

刘建栋, 王馥棠, 于强, 等. 华北地区冬小麦叶片光合作用模型在农业干旱预测中的应用研究. 应用气象学报, 2003, 14(4): 469-478..
引用本文: 刘建栋, 王馥棠, 于强, 等. 华北地区冬小麦叶片光合作用模型在农业干旱预测中的应用研究. 应用气象学报, 2003, 14(4): 469-478.
Liu Jiandong, Wang Futang, Yu Qiang, et al. Application of the leaf photosynthesis model for forecasting effect of droughton winter wheat in North China Plain. J Appl Meteor Sci, 2003, 14(4): 469-478.
Citation: Liu Jiandong, Wang Futang, Yu Qiang, et al. Application of the leaf photosynthesis model for forecasting effect of droughton winter wheat in North China Plain. J Appl Meteor Sci, 2003, 14(4): 469-478.

华北地区冬小麦叶片光合作用模型在农业干旱预测中的应用研究

资助项目: 

科技部社会公益研究专项资助项目“华北干旱和东北低温冷害监测预警技术研究” 2001DIB20096

国家“十五”科技攻关计划“农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究”之“农业气象灾害预警技术研究” 2001BA509B13

APPLICATION OF THE LEAF PHOTOSYNTHESIS MODEL FOR FORECASTING EFFECT OF DROUGHTON WINTER WHEAT IN NORTH CHINA PLAIN

  • 摘要: 在冬小麦抽穗—灌浆期进行了水分胁迫实验,利用美国Licor公司生产的Licor-188B辐射量子照度仪及Licor-6400便携式光合作用测定仪,对水分胁迫引起的冬小麦光合生理生态变化进行了系统观测,系统地给出了冬小麦多种农业气象指标对水分胁迫的响应状况。在大量实测数据基础上,给出了包含辐射强度、温度及土壤水分因子的冬小麦叶片光合作用模式。该模式具有严格的理论推导过程和大量实验数据的支持,改进了传统水分胁迫对叶片光合速率影响的简单阶乘方法,从而为进一步准确推算水分胁迫对大田冬小麦光合作用的可能影响,以及水分胁迫对区域农业干旱的可能影响奠定了前提条件。该研究是冬小麦干旱预测模型的叶片子模型,为冬小麦农业干旱预测模型提供了丰富的基本参数,同时也为建立冬小麦干旱预测模型奠定了基本条件。
  • 图  1  不同水分处理对冬小麦株高及叶片厚度的影响

    (a) 水分胁迫对株高的影响,(b) 水分胁迫对比叶重的影响 (鲁麦23号,泰安,2002-04-27中午,典型晴天)

    图  2  水分胁迫对冬小麦叶片含水量及叶片光学特性的影响

    (a) 土壤湿度对叶片含水量的影响,(b) 土壤湿度对叶片光学特性的影响 (鲁麦23,泰安,2002-04-27中午,典型晴天)(○为叶片含水量,Δ为反射辐射率,∇为透射辐射率,□为吸收辐射率)

    图  3  不同土壤湿度条件下的光-光合作用曲线

    (鲁麦23,泰安,2002-04-27中午,典型晴天)

    图  4  土壤湿度对叶片初始光合效率α及最大光合速率Pmax的影响

    (a) 土壤湿度对初始光合效率的影响 (α(w)=0.077 ×(0.304 +0.0739w-0.00195w 2),R=0.95888,N=11,P<0.0001),(b) 土壤湿度对最大光合速率Pmax的影响 (Pmax(w)=28.4×(0.0757 +0.0434w +0.00244w 2-0.000115w3),R=0.97162,N=11,P<0.0001)

    图  5  叶片模式的验证及数值分析

    (a) 叶片净光合速率模拟值与实测值的比较,(b) 不同辐射强度下总光合速率随土壤湿度的变化

    表  1  不同土壤湿度冬小麦叶片表观特征

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出版历程
  • 收稿日期:  2003-04-06
  • 修回日期:  2003-06-05
  • 刊出日期:  2003-08-31

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