溫室切花百合氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率及光合速率模擬研究.pdf

1、蒸騰作用和光合作用是與作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)密切相關(guān)的生理過程。葉片的氣孔導(dǎo)度是估算蒸騰速率和光合速率不可或缺的重要參數(shù)之一。因此，定量研究環(huán)境條件對(duì)作物氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率及光合速率的影響，是溫室作物生產(chǎn)中環(huán)境調(diào)控與優(yōu)化管理的重要前提。本研究以切花百合品種‘索蚌’（Lilium spp.‘Sorbonne’）為試驗(yàn)材料，于2008年8月-2010年4月在連云港崗埠農(nóng)場(chǎng)日光溫室和南京農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所連棟溫室內(nèi)進(jìn)行了不同地點(diǎn)、不同定植期、不同

2、栽培方式（土栽和盆栽）和不同土壤水勢(shì)處理的栽培試驗(yàn)，獲取模型參數(shù)校正與檢驗(yàn)的作物和環(huán)境數(shù)據(jù)，并定量分析了不同環(huán)境條件對(duì)溫室切花百合氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率以及光合速率的影響。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過模型參數(shù)敏感性分析，比較了不同氣孔導(dǎo)度、蒸騰作用以及光合作用模型的模擬效果，明確了適合溫室切花百合周年生產(chǎn)環(huán)境條件下氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率以及光合速率模擬的模型。研究結(jié)果不僅為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)不同環(huán)境條件下溫室切花百合產(chǎn)量和外觀品質(zhì)奠定了基礎(chǔ)，也為切花百合生產(chǎn)中

3、環(huán)境調(diào)控與優(yōu)化管理提供理論依據(jù)和決策支持。具體研究結(jié)果如下:
　　 (1)溫室切花百合氣孔導(dǎo)度模擬模型。以試驗(yàn)所獲取的數(shù)據(jù)對(duì)Jarvis模型和最新版的BWB類型模型（BWB-Leuning-Yin模型）進(jìn)行參數(shù)訂正，并進(jìn)一步比較分析模擬效果。模型檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分為兩組:第一組為與模型校準(zhǔn)季節(jié)和地點(diǎn)相同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，第二組為與模型校準(zhǔn)季節(jié)和地點(diǎn)不同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)用第一組數(shù)據(jù)檢驗(yàn)時(shí)，兩種模型在不同環(huán)境條件下均得到較好的估算。基于1∶1直線的

4、決定系數(shù)（r2）和相對(duì)回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤(rRMSE)分別為0.75-0.76和0.22-0.23（Jarvis模型）;0.74-0.82和0.18-0.24（BWB-Leuning-Yin模型，An為實(shí)測(cè)值）;0.70-0.72和0.24-0.25（BWB-Leuning-Yin模型，An為估算值）。當(dāng)用第二組數(shù)據(jù)檢驗(yàn)時(shí)，BWB-Leuing-Yin模型估算結(jié)果好于Jarvis模型。r2和rRMSE分別為0.61-0.62和0.35-0.

5、36(Jarvis模型)，0.72-0.79和0.23-0.25（BWB-Leuning-Yin模型，An為實(shí)測(cè)值）;0.69-0.72和0.26-0.27（BWB-Leuning-Yin模型，An為估算值）。結(jié)果表明，當(dāng)環(huán)境條件改變時(shí)，Jarvis模型的方程或參數(shù)需要重新擬合或估算。三種BWB類型模型相比較，BWB模型適合光強(qiáng)和CO2濃度為正?；蚋撸?00-1500μmol m-2s-1和250-1200μmol mol-1）水平條件

6、下氣孔導(dǎo)度的模擬，BWB-Leuning-Yin模型適合低光強(qiáng)（0-300μmol m-2 s-1）和低CO2濃度（50-250μmol mol-1）水平條件下氣孔導(dǎo)度的模擬，為進(jìn)一步準(zhǔn)確估算蒸騰速率和光合速率奠定了基礎(chǔ)。
　　 (2)溫室切花百合蒸騰速率模擬模型。以試驗(yàn)所獲取的數(shù)據(jù)對(duì)三種蒸騰模型（大葉模型、多層模型和二葉模型）進(jìn)行參數(shù)訂正，并進(jìn)一步比較分析模擬效果。當(dāng)葉面積指數(shù)（LAI）小于1時(shí)，不同模型之間溫室切花百合日蒸騰

7、量差異很小;當(dāng)LAI大于1時(shí)，大葉模型會(huì)造成對(duì)日蒸騰量的高估，而二葉模型會(huì)造成對(duì)日蒸騰量的低估。在此基礎(chǔ)上，采用多層模型對(duì)不同土壤水勢(shì)處理的日平均蒸騰速率進(jìn)行檢驗(yàn)，估算值與實(shí)測(cè)值之間基于1∶1直線的r2和rRMSE分別為0.85和0.23，模擬結(jié)果較好。結(jié)果表明，當(dāng)LAI小于1時(shí)，大葉模型和二葉模型適合溫室切花百合蒸騰速率的模擬;當(dāng)LAI大于1時(shí)，多層模型適合溫室切花百合蒸騰速率的模擬。本研究不僅為溫室切花百合優(yōu)化管理提供了理論依據(jù)，而

8、且為溫室的溫濕度調(diào)控奠定了基礎(chǔ)。
　　 (3)溫室切花百合光合速率模擬模型。以試驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)，對(duì)光響應(yīng)曲線模型和FvCB生化模型進(jìn)行參數(shù)訂正，并進(jìn)一步比較分析模擬效果。用與模型校準(zhǔn)相獨(dú)立的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，切花百合光合速率估算值與實(shí)測(cè)值之間基于1∶1直線的r2和rRMSE分別為0.81和0.25（光響應(yīng)曲線模型）、0.78和0.26（FvCB生化模型），模擬效果均較好。但相對(duì)于光響應(yīng)曲線模型，F(xiàn)vCB生化模型機(jī)理性強(qiáng)，且以易獲取