CN103416234A

CN103416234A - 一种设施作物寡照胁迫诊断方法

Info

Publication number: CN103416234A
Application number: CN2013103306160A
Authority: CN
Inventors: 杨再强; 朱凯; 李永秀; 朱静
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2013-12-04

Abstract

本发明提出了一种设施作物寡照胁迫诊断方法。所述方法设定人工气候箱的处理时间，测定作物生理生化指标，分析出寡照胁迫与作物参数的关系，并给出寡照胁迫指数的计算公式，以表征寡照胁迫的程度；结合寡照胁迫对作物最大光合速率、PSII最大光化学效率的影响，确定造成不同等级的寡照胁迫的灾害指标。利用本发明建立的寡照胁迫指数，即可确定一定时期内造成设施作物受寡照胁迫的灾害程度。

Description

一种设施作物寡照胁迫诊断方法

技术领域

本发明属于气象灾害评估技术领域，涉及一种设施作物寡照胁迫诊断方法。

背景技术

20世纪90年代以来，设施农业以超时令、反季节蔬菜栽培为主迅猛发展，设施农业面积从1981年的10.8万亩发展到2010年的4500多万亩，29年间增长了440多倍，同时设施农业的发展也为城市反季节蔬菜供应提出供了最基本的坚实保障。随着设施农业的兴起，设施农业相关研究已成为人们关注的焦点。设施农业气象灾害风险研究更是其中的热点。在设施栽培中，冬季的寡照是我国北方日光温室和南方塑料大棚中常见的主要气象灾害，寡照可抑制作物生长发育，致使产量和品质降低，季节性或突发性的寡照灾害天气会给设施作物带来巨大的经济损失。系统研究寡照对设施作物的影响可以为防御设施寡照气象灾害和栽培管理提供科学依据。

近年来，国内外学者对于寡照胁迫对作物生长及生理特性的影响有较多的研究受报道。有学者利用低温寡照对蔬菜的生殖生长、同化作用和呼吸作用的影响研究了日光温室低温寡照灾害指标，也有学者根据每天日照时数和已知的日光温室低温寡照灾害指标计算了各站台风险概率和风险指数。本文在前人基础上首次利用植物的生理指标（光合速率、荧光参数等）确定寡照胁迫指数及气象条件。本研究通过设计不同持续时间的寡照处理的设施作物栽培试验，系统地研究设施作物寡照气象灾害指标，研究结果可为寡照灾害防御及气象灾害预警提供科学依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设施作物寡照胁迫诊断方法。所述方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种设施作物寡照胁迫诊断方法，包括如下步骤：

步骤1，设置温室寡照时间；

步骤2，测定作物生理生化指标，包含作物光合速率、最大光化学效率；

步骤3，建立寡照胁迫指数SLI的计算公式：

SLI = \frac{{P^{'}}_{\max}}{P_{\max}} + \frac{S_{\max}^{'}}{S_{\max}}

式中，SLI为寡照胁迫指数，P_max和P'_max分别表示最适光照及寡照胁迫状态下的最大光合速率，S_max和S'_max分别表示最适光照及寡照胁迫状态下的最大光化学效率；

步骤4，规定最适宜光照条件下，设施作物的SLI值为2，根据步骤3计算出的寡照胁迫指数，以寡照胁迫等级划分寡照气象灾害指标，所述寡照胁迫指数越低寡照气象灾害越严重。

有益效果：本发明提出了一种设施作物寡照胁迫诊断方法。所述方法设定人工气候箱的处理时间，测定作物生理生化指标，分析出寡照胁迫与作物参数的关系，并给出寡照胁迫指数的计算公式，以表征寡照胁迫的程度；结合寡照胁迫对作物最大光合速率、PSII最大光化学效率的影响，确定造成不同等级的寡照胁迫的灾害指标。利用本发明建立的寡照胁迫指数，即可确定一定时期内造成设施作物受寡照胁迫的灾害程度。

附图说明

图1是设施作物寡照胁迫诊断方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明所述的一种设施作物寡照胁迫诊断方法，如图1所示，其步骤如下：

步骤1，利用南京信息工程大学人工控制试验温室进行寡照控制试验，设计不同水平的寡照处理时间；

步骤2，系统的测定不同设计处理下的作物光合作用特性、叶绿素荧光参数等生理生化指标，具体测定方式如下：

步骤a，光合参数的测定：分别在不同温度处理后相应的处理时间时采用LI-6400便携式光合作用测定系统（LI-COR Biosciences Inc.，USA）在上午9:00-11:00间测定叶片光合特性，测定时控制叶室中CO₂浓度为375μmol·mol^-1，光量子通量密度设置为2000、1500、1000、800、500、200、100、50、20、0μmol·m^-2·s^-1。由LI-6400内置程序自动完成测定，每个处理重复3次。

步骤b，叶绿素荧光参数的测定：采用FMS-2型便携脉冲调制式荧光仪（Hansatech，UK）测定初始荧光（F₀）、最大荧光（F_m）等。在上午10：00左右荧光基本稳定时测定光适应状态下的荧光参数F_s、F_o’、F_m’，然后再让叶片暗适应20分钟，测量暗适应荧光参数F_o、F_m，每个处理所有指标均重复测定3次。

步骤3，分析处理数据。运用SPSS15.0（SPSS Science Inc.，USA）对光响应曲线进行拟合，采用Microsoft Office Excel2003、DPS v7.05、Matlab R2010进行数据的整理、分析和作图。继而可以得出寡照胁迫对作物最大光合速率（P_max）、最大光化学效率S_max等参数的影响；

步骤4，建立寡照胁迫指数SLI的计算公式：

SLI = \frac{{P^{'}}_{\max}}{P_{\max}} + \frac{S_{\max}^{'}}{S_{\max}} - - - (1)

式中，SLI为寡照胁迫指数，P_max和P'_max分别表示最适光照及寡照胁迫状态下的最大光合速率，S_max和S'_max分别表示最适光照及寡照胁迫状态下的最大光化学效率，S_max=F₀/F_m，S'_max=(F₀/F_m)'；

步骤5，规定最适宜光照条件下，设施作物的SLI值为2，根据计算出的寡照胁迫指数，确定寡照气象灾害指标。

下面以设施黄瓜为例说明本发明的有益效果：

试验于2010年10月在南京信息工程大学农业气象试验站的人工控制试验温室中进行，供试材料为黄瓜品种津优35号（Cucumis sativus.cv.Jinyou35）,利用透光率30%的遮阳网遮光，以不遮阳为对照CK，试验设计寡照处理1，3，4，5，6，7，8，9天，测定所需参数，得出寡照胁迫对设施黄瓜的光合速率、叶绿素荧光参数的影响。再通过公式（1）计算出寡照胁迫指数SLI。见表1。

表1SLI的计算

寡照处理	CK	1d	3d	4d	5d	6d	7d	8d	9d
										P_max	16.80	6.55	6.36	5.41	5.34	5.06	5.02	3.37	3.27
S_max	0.84	0.73	0.63	0.57	0.56	0.38	0.33	0.23	0.21
										P'_maxP_max	1.00	0.39	0.38	0.32	0.32	0.30	0.30	0.20	0.19

S'_maxS_max	1.00	0.87	0.82	0.68	0.67	0.46	0.39	0.28	0.25
										SLI	2.00	1.26	1.2	1.00	0.98	0.76	0.69	0.48	0.45

根据分析表明可以把寡照指标区划为SLI值1.2-2.0称轻度灾害，0.69-1.00称中度灾害，小于0.48称重度灾害。

综上所述，利用本发明建立的寡照胁迫指数计算公式能够计算出设施作物的寡照胁迫指数，且所需参数较少，计算简便。并由此提出了寡照气象灾害指标，通过观测寡照持续时间的长短，即可确定该时期造成设施作物受寡照胁迫的灾害程度。上述实施例仅为本发明的一个具体实施例，凡是符合本专利的发明宗旨的实施例均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种设施作物寡照胁迫诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，设置温室寡照时间；

步骤3，建立寡照胁迫指数SLI的计算公式：

SLI = \frac{{P^{'}}_{\max}}{P_{\max}} + \frac{S_{\max}^{'}}{S_{\max}}

步骤4，规定最适宜光照条件下，设施作物的SLI值为2，根据步骤3计算出的寡照胁迫指数，以寡照胁迫等级划分寡照气象灾害指标。