小麦群体物质生产与光截获的数学表述

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1、维普资讯http://www.cqvip.com，差三1994(3)河北农作物研究57小麦群体物质生产与光截获的数学表述(河北农农业太学农农每学泰，保定市，071001)rI。)7护f摘要；小麦群体的物质生产特性与光截获特征与籽粒产量密切相关·本文从小麦群体的生长分析、反映冠层结构和光截获的参数和群体中叶片光合能力的分布簪方面对小麦群体进行了数学上的描述，旨在今后对小麦群体进行更为深入的研究提供参考佐据．关键词：尘圭，墨兰，薹鲞壅旎，／曙临作物冠层是由檀株地上部其中主要由植株群体最上部的器官组戚，包括叶片、叶鞘、茎秆

2、和穗部等。冠层发育好坏对于群体发育动态、冠层光藏获特征、作物光能利甩率及籽粒产量具有重要的影响。长期以来，国内外许多学者对于该方面研究进行了大量的工作，本文在前^的基础上，主要对小麦群体生长分析、冠层光截获以及光合特性进行初涉的分析与概述。1小麦群体生长分析作物群体生长分析是英国学者于本世纪初提出的，它主要描述群体中同化功能器官及其干物质的增长动态，能在较大程度上反映出群体发育的好坏．其主娶内容包括；群体生长率(CGR)、相对生长率(RGR)净同化率(NAR)、叶面积l比率(LAR)、叶面积指数(LAI)和叶面积持续

3、期(LAD)传统作物生长分析为作物群体的发展提出了由定性转化为定量的表述，对于作物群体冠层形成的研究提供了一定的理论依据。近年来，研究者们将计算机应用于作物生长分析的研究中．其目的在于更起初真实地反映群体的冠层发育、光截获以及群体物质生产的特点．如detl1965)设计了一个计算机模式，恰当地阐述了在所有各种日光角度下阳光通过作物冠层内的路线，以及在已知光强下，每一叶片单元的受光概率和光合速率，并考虑了冠层内CO：浓度对各叶片单元光合速率的影响．DunCan等(1981)在假定叶片在冠层内随机水平分布的基础上，设计另

4、一个计算机模式，可说明茎鞘和穗对光线的吸收量。它也可利用不同部位叶片的光反应曲线来模拟计算不同冠层深度各同化器官的光合作用。目前，作物生长分析已进展到建立可动态模拟的高级计算机模式，B可模拟计算冠屡的光线截取、呼吸作用、光合作用、群体生长和器官形成等各方面的内容。2反映冠层形成、光截获的参数作物的干物质生产与所吸收的太阳辐射直接相关，并受到群体冠层结构的强烈影响。班左麦魉!尘麦叠佳主叶片的倾斜角度经常是不同的(DunCan，1971)。此外，群体中叶片收倍日期，19¨一04-27维普资讯http://www.cqvi

5、p.com58河北农作物研究1994(3)的倾斜角度能改变冠层内光分布的形式(Yushida，1972；Tfenbath等，1975)、光合速率(Austin等，1976)以及群体干物质的生产(Trenbath等，1975)。因此，研究和了鬃冠层特性以及冠层的光截获特点对于提高群庠的光能利用率和籽粒产量具有重要的意义。反映群体冠层形成和光截获的参数通常包括如下几项2．1叶片角度与披垂度叶片角度包括叶基角和开张角两方面，叶基角为叶片基部与茎秆所成的夹角·开张角为叶片尖端与茎秆所成的夹角披垂度为开张角减去基角的大小。叶片

6、角度和披垂度是鉴别株型的重要指标，叶片角度小、披垂度值低反映出叶片趋于直立。Trenbath等(1975)指出，顶部叶片较直立、基部接近地面的叶片逐渐变为水平的冠层是理想的叶片配置。Pendleton等(1968)指出，对玉米来说，果穗以上具有直立倾角的叶片冠层的产量高于正常平展型叶片的，也高于折有的叶片均为直型倾角的玉米。上部叶片呈直立型、下部叶片较平展的模式，可以使处在充足辐射环境中豹直立叶片截获较少的辐射，处于高的光台速率水平，且允许更多的辐射达到低位叶片上。2．2角度指数t)AI一+宁+融、B：、p：分别为倒

7、3叶、倒2叶、旗叶与茎秆的夹角：AI能综合评价冠层中植株上三叶的叶片角度状况，该值越小，表明叶片基部与茎秆的夹角由下而上逐渐减小的趋势愈强，叶片愈趋于直立，有利于中下部叶片的辐射截获。2．3群体冠层中不同部位光强1i的计算在群体冠层中，某一部位的光强可用下述函数式表达-I—10即遵循Beer-Lagbert定律，式中I。为冠层上方的光合有效辐射；Ii为第i层叶片处的光合有效辐射；LAI为第i层叶片以上的光台有效辐射≠K为冠层的消光系效由函数式可知，穿透冠层的光辐射主要受到叶面积指数和叶片展布模式的制约。消光系数K显示

8、了冠层叶片的展布特征，其主要由叶倾角和叶片在冠层内的聚集方式所决定。根据上式以及小麦群体冠层的消光系数、总有效辐射值和作物底层叶片的光补偿点，即可求出小麦不同冠层特性群体的最大的适宜叶面积指数。2．4光截获(LI)和消光系数(K)LI一(I。-I)／I。．100Io、1分别为冠层上方和入射到冠层底部的量子辐射强度1K一一I(／LAIIo、I同上