稻麦叶片氮含量与冠层反射光谱的定量关系

作物氮素含量是评价作物长势、估测产量与品质的重要参考指标,叶片氮素含量的无损快速监测对于指导作物氮素营养的精确管理及生产力的预测预报具有重要意义.以5个小麦品种和3个水稻品种在不同施氮水平下的3a田间试验为基础,综合研究了稻麦叶片氮含量与冠层反射光谱的定量关系.结果显示：（1）不同试验中拔节后稻麦叶片氮含量均随施氮水平呈上升趋势;（2）稻麦冠层光谱反射率在不同施氮水平下存在明显差异,在可见光区（460～710 nm）的反射率一般随施氮水平的增加逐渐降低,而在近红外波段（760～1100 nm）却随施氮水平的增加逐渐升高;（3）就单波段光谱而言,610、660 nm和680 nm处的冠层反射率均与稻麦叶片氮含量具有较好的相关性;（4）在光谱指数中,归一化差值植被指数NDVI（1220,610）与水稻和小麦叶片氮含量均具有较好的相关性,且相关性好于单波段反射率;（5）对于小麦和水稻,可以利用共同的波段和光谱指数来监测其叶片氮含量,采用统一的回归方程来描述其叶片氮含量随单波段反射率和冠层反射光谱参数的变化模式,但若采用单独的回归系数则可以提高稻麦叶片氮含量估测的准确性.     

鼎湖山森林群落不同演替阶段优势种叶生态解剖特征研究

对南亚热带鼎湖山森林群落不同演替阶段8种优势树种进行了叶生态解剖学研究。观察的叶片解剖特征有：叶腹角质膜厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶背角质膜厚度及叶总厚度等。马尾松（Pinus massoniana)在针叶林群落和针阔叶混交林群落生境中,针阔叶混交林中叶片厚度变小,主脉管胞、树脂道平均直径变小。从针阔叶混交林演替阶段到季风常绿阔叶林演替阶段,锥栗（Castanopsis chinensis)叶片厚度、海绵组织厚度增加,栅栏组织厚度、P／S值（栅栏组织与海绵组织厚度比）减少;荷木（Schima superba)和黄果厚桂（Cryptocarya concinna)叶片厚度、栅栏组织厚度、叶腹及叶背角质膜厚度差异显著;从针阔叶混交林演替阶段到季风常绿阔叶林演替阶段,锥栗、荷木、黄果厚寺叶片厚度和栅栏组织厚度等差异均显著。不同生境下林内气温、相对湿度、光合有效辐射等小气候特征是叶片结构特征差异的主要影响因子,叶片结构差异反映了叶片结构在一定程度上对生境的适应。     

苦瓜叶片结构与白粉病抗性的关系

以不同抗白粉病的苦瓜品系幼苗为材料,对它们的叶片及上下表皮厚度、栅栏组织及海绵组织厚度、叶片结构紧密度及疏松度、蜡质含量、比叶重、气孔及茸毛密度等叶片结构进行观察比较,探讨苦瓜白粉病抗性与其主要叶片结构指标的关系。结果显示:（1）抗病苦瓜品系叶片的蜡质含量显著高于感病品系,与病情指数呈显著负相关关系,蜡质层是其抵抗和延迟病原菌侵入的一个有力结构屏障。（2）感病品系叶片的气孔和叶背面茸毛数量显著多于抗病品系,且叶背面的气孔及茸毛密度与病情指数呈显著正相关关系,即气孔和茸毛越少越抗病。（3）抗病苦瓜品系的叶片栅栏组织以及海绵组织排列整齐、紧密,而高感品系的叶片组织出现大量孔隙,较难观察到完整细胞。（4）抗病品系叶片厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、叶片结构紧密度明显高于感病品系,而感病品系的海绵组织厚度、叶片结构疏松度明显高于抗病品系;且苦瓜比叶重与其白粉病抗性关系不大。研究认为,苦瓜叶片蜡质含量、叶背面气孔及茸毛密度可以作为苦瓜白粉病抗性鉴定的参考指标。     

不同倍性大青杨的光合特性及叶片解剖结构比较

通过对二年生二倍体、三倍体和四倍体大青杨叶片结构和光合特性的研究,探讨不同倍性大青杨生长性状差异的原因。结果表明：不同倍性大青杨的净光合速率（Pn）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）等光合指标差异显著。三倍体的最大净光合速率（Pmax）高出二倍体21%。叶片厚度、表皮细胞厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织与海绵组织厚度的比值,都是三倍体和四倍体大青杨比二倍体高,且均呈现增加的趋势。其中,四倍体大青杨表皮细胞最厚,上下表皮分别高出二倍体64%和17%。三倍体大青杨的栅栏组织厚度及栅栏组织与海绵组织厚度的比值最大,比值高出二倍体50%。通过叶片光合特性和解剖结构比较证明,三倍体和四倍体大青杨对光的适应性和光合作用能力强于二倍体。     

马蔺叶片解剖结构特征与其抗旱性关系研究

通过温室模拟干旱胁迫试验,从中国北方不同生境生长的15份野生马蔺种质材料鉴定出3个不同抗旱性群体(强抗旱、中度抗旱和弱抗旱),从中选择具代表性的不同抗旱级别的4份马蔺种质,进行其叶片组织解剖结构特征的观察和比较,以进一步证实马蔺叶片解剖结构特征及其与抗旱性的关系。结果表明,各种质材料间叶片厚度、上下表皮细胞厚度、角质层厚度、气孔密度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织/海绵组织厚度、CTR值和SR值等结构参数指标均与马蔺种质材料抗旱性存在密切的关系。其中,强抗旱种质材料的叶片厚度、上下表皮细胞厚度和角质层厚度大,气孔密度大,栅栏组织和海绵组织较发达,叶片组织紧密度大、疏松度小,栅栏组织/海绵组织厚度比较高;弱抗旱种质材料的叶片厚度、上下表皮细胞厚度和角质层厚度小,气孔密度小,栅栏组织和海绵组织较薄,叶片组织紧密度小、疏松度大,栅栏组织/海绵组织厚度比较低。     

稻麦叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系

作物氮素积累动态是评价作物群体长势及估测产量和品质的重要指标,对于作物氮素的实时监测和精确管理具有重要意义。该文以5个小麦(Triticum aestivum)品种和3个水稻(Oryza sativa)品种在不同施氮水平下的3年田间试验为基础,综合研究了稻麦叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系。结果表明,不同试验中拔节后叶片氮积累量均随施氮水平呈上升趋势;稻麦冠层光谱反射率在不同施氮水平下存在明显差异,可见光区(460~710 nm)反射率一般随施氮水平的增加逐渐降低,近红外波段(760~1 220 nm)反射率却随施氮水平的增加逐渐升高;就单波段而言,810和870 nm处的冠层光谱反射率均与稻麦叶片氮积累量具有相对较高的相关性;在光谱参数中,比值植被指数(Ratio vegetation index, RVI)(870,660)和RVI(810,660)均与稻麦叶片氮积累量具有高度的相关性,且相关系数明显高于单波段反射率,尤其是水稻作物;对于小麦和水稻,均可以利用统一的波段和光谱指数来监测其叶片氮积累量,并可以采用统一的回归方程来描述其叶片氮积累量随单波段反射率和反射光谱参数的变化模式,但若采用单独的回归系数则可以提高稻麦叶片氮积累量估测的准确性。     

水稻冠层高光谱特征变量与叶片叶绿素含量的相关性研究

为了探讨水稻冠层光谱对叶片叶绿素含量的响应规律,以双季早稻为材料,设置不同施氮量处理的田间试验,测定水稻冠层光谱和叶片叶绿素含量,计算基于冠层反射光谱的特征变量,研究水稻冠层高光谱特征变量与叶片叶绿素含量之间的关系。结果表明:施用氮肥对反射光谱有明显的影响,在可见光范围内,不施氮处理的反射率高于施氮处理,尤其在波长550 nm左右的绿峰处显著增加,在近红外区反射率随施氮量的增加而增加;与叶绿素含量相关性较好的光谱位置参数是红边位置和红谷反射率,随着叶绿素含量的增加,红谷反射率降低,红边位置向长波方向移动;比值植被指数R800/R550、R750/R553和R990/R553,以及色素比值指数PSSRa、PSSRb与chla、chlb、chl(a+b)呈极显著正相关,可以作为水稻冠层叶片叶绿素监测的特征变量。     

山茶属五种植物叶片解剖特征及与光合生理相关性研究

利用扫描电子显微镜观察山茶属（ＣａｍｅｌｌｉａＬｉｎｎ．）五种植物叶片解剖特征,并与光合生理相关性进行分析。实验选择的五种植物均为Ｃ３植物,其中小黄花茶（ＣａｍｅｌｌｉａｌｕｔｅｏｆｌｏｒａＹ．Ｋ．Ｌｉ）和四球茶（Ｃ．ｔａｃｈａｎｇｅｎｓｉｓＦ．Ｃ．Ｚｈａｎｇ）为阴性植物．叶绿素含量较高;咸宁短柱茶（Ｃ．ｓａｌｕｅｎｅｎｓｉｓＳｔａｐｆ．ｅｘＢｅａｎ．）为偏阴性植物,叶绿素含量较低;美丽红山茶（Ｃ．ｄｅｌｉｃａｔａＹ．Ｋ．Ｌｉ）和狭叶瘤果茶（Ｃ．ｎｅｒｉｉｆｏｌｉａＣｈａｎｇ）则属于半阴性植物。它们的光合生理指标值差异取决于叶片解剖特征的差异;与光补偿点,光饱和点,净光合速率（Ｐｎ）,光呼吸速率（Ｐｒ）,暗呼吸速率（Ｄｒ）相关性最密切的解剖指标是栅栏组织厚度、栅栏组织中的细胞层数、栅栏细胞内的叶绿体数,栅栏组织厚与叶厚的比值、与栅栏细胞粗度的比值、与海绵组织厚度的比值．叶片上表皮厚、上表皮角质层厚及下表皮气孔密度亦与上述光合生理指标呈弱正相关,叶片大小、气孔器大小及气孔口长则与上述光合生理指标呈弱负相关;下表皮厚、海绵组织厚度及栅栏细胞内叶绿体大小与各项光合生理指标几乎无关。该五种植物的叶片解剖和光合生理特     

人工针叶林林下11种植物叶片解剖特征对不同生境的适应性

人工林内两种主要生境（林窗和林内）的光照条件存在着显著差异,而这种差异也是影响人工林林下植物叶片形态和结构的重要环境因子。对川西米亚罗林区60a人工云杉林2种不同生境（林窗和林内）的11种植物比叶重、叶片解剖结构及气孔特征等进行了比较研究,结果显示：林窗生境中11种供试植物比叶重（LMA）均显著大于林内生境;多数阔叶物种叶片厚度（LT）、栅栏组织厚度（PT）、栅栏组织厚度／海绵组织厚度（PT／ST）、栅栏细胞层数在林窗生境中更大或更多,但叶表皮细胞厚度（UET、LET）、海绵组织厚度（ST）在两种生境中无显著差异;林窗生境中生长的各物种栅栏细胞均为长形且长度大于林内生长的相同物种;不同物种气孔密度（SD）对两种生境有一致的响应趋势,但显著程度有异,除三褶脉紫菀外10种植物的气孔长径（SL）受两种生境影响不大,这与气孔特性受多种环境因素制约,且各种因素对气孔作用效应和作用方面不同有关。结合各物种喜光特性综合分析后认为同一群落的林下植物对光生境具有一定程度的趋同适应性;从可塑性方面分析发现叶片光合组织的可塑性大于非光合组织,且各物种叶片平均可塑性与喜光特性基本吻合。     

岷江上游干旱河谷矮探春叶片特征与环境因子的关系

对岷江上游干旱河谷矮探春(Jasminumhumile L.)的叶片形态解剖特征进行了显微观察,分析了海拔梯度上叶片形态与环境因子的关系。结果表明,矮探春叶片呈长椭圆形,叶肉组织分化明显;随着海拔升高,叶面积、厚度、干重、饱和含水量、海绵组织厚度,中脉厚度以及厚角组织厚度/中脉厚度之比(M/C)等呈增大趋势,而栅栏组织厚度/海绵组织厚度之比(P/S)则减小;叶片长/宽比、表皮厚度、栅栏组织厚度和比叶重在海拔梯度上无明显差异。叶面积、干重、饱和含水量、叶厚度和海绵组织厚度等参数两两之间呈显著正相关,而它们与P/S均呈显著负相关。叶面积、干重、海绵组织厚度和M/C等主要受土壤含水量的影响,并随着土壤含水量增加而增大;P/S随着土壤含水量和年降水量增加而减小;叶片厚度、饱和含水量和中脉厚度均随着温和度的降低而增大。岷江上游干旱河谷区土壤水份和生长季温度可能是影响矮探春叶片形态解剖特征的主要因子。     

珠芽蓼叶片对海拔变化的表型可塑性

采用石蜡制片、扫描电镜和透射电镜方法,研究了祁连山植被垂直分布带海拔2300、3200和3900 m 珠芽蓼叶片组织结构、叶表皮特征和叶绿体超微结构对海拔升高的适应性变化。结果表明: 珠芽蓼为异面叶,随海拔升高,叶片表皮毛数目减少而直径增大变粗,表皮蜡质层结构更加致密。叶片厚度在海拔3200 m最大,分别比海拔2300和3900 m增加了39.6%和50.5%。从海拔2300到3200 m,栅栏组织细胞层数由2层增加为3层且细胞排列紧密,海绵组织细胞间隙逐渐增大;在海拔3900 m处,栅栏组织细胞层数减少至2层且细胞间隙增加,海绵组织细胞间隙减小,表皮细胞厚度增加,但细胞层数在3个海拔间无显著差异。随海拔升高,叶下表皮附属物和气孔下室物质的积累增加,气孔密度增加,张度降低,气孔位置由表皮拱起变为内陷。从海拔2300到3200 m,基粒片层由6～9层增至8～12层;至海拔3900 m,基粒片层降为 2～3层且片层之间变得致密,基粒数目减少且排列方向不规则,叶绿体膨大,被膜部分降解。随海拔升高,叶片部分解剖结构指标之间呈现出明显的协同进化,表现出较大的可塑性。珠芽蓼叶片解剖与超微结构在不同海拔表现出的差异显示,表型可塑性及其对高山异质环境和海拔变化的适应特征,是植物长期适应高山复杂环境的结果。     

茶梅叶片结构对自然变温的适应

以茶梅叶片为试材,通过田间形态观测、常规石蜡切片和扫描电镜方法,测定茶梅叶片形态、叶片结构和气孔特征在自然变温过程中的适应性变化.结果表明: 随着温度的逐渐降低,茶梅叶色由绿色逐渐变为暗绿色,并出现白色或紫色斑点;相对电导率和枯叶率呈先升高后下降的趋势,3月相对电导率和枯叶率最高,分别为56.0%和25.4%;2014年9月—2015年4月自然变温期间,茶梅叶片中脉厚度、叶片厚度、上下角质层厚度、上下表皮细胞厚度、栅栏组织、海绵组织厚度、中脉突起度、细胞紧实度均呈先上升后下降的趋势,而细胞疏松度先降低后增加,各指标在不同月份间差异显著;2014年10、12月和2015年3月茶梅叶片气孔长度、宽度变化不显著,3月关闭气孔所占比例最高.茶梅通过叶片结构和气孔的关闭提高自身对低温逆境的适应性.     

冠层位置对5种阔叶树叶片解剖结构与氮含量的影响

不同树冠位置的叶片为了达到功能的最大化,形成了不同的结构与功能的特征。然而,在相同的环境条件下,不同树种之间叶片对环境的反应是否存在一致规律,我们仍然缺乏了解。本研究采用石蜡切片和化学分析方法,对东北林区5个常见阔叶树种（蒙古栎、白桦、水曲柳、胡桃楸和黄波罗）不同树冠位置叶片的形态（叶厚度）、解剖（气孔密度、保卫细胞长度、栅栏和海绵组织厚度）和氮（N）含量特征进行了研究。结果表明：叶片的特征在种间和种内不同树冠位置均存在明显差异,并存在较强的规律性。在种内,5个树种的叶片和栅栏组织厚度均是上层外部最大,而保卫细胞和海绵组织的变化不明显,N含量的变异与树种有关。叶片所处的树冠高度和暴露程度对叶片的结构与N含量变异有重要影响。树种之间,蒙古栎的气孔密度最大,叶片厚度和海绵组织厚度最小,保卫细胞最短,黄波罗恰恰相反。结果表明,为了更好地执行整个树冠的功能,不同树种叶片均出现了与冠层位置有关的结构特征适应。     

五种海桑属红树植物叶片的结构及其生态适应

对海桑属五种红树植物的叶片进行解剖学的观察和研究。结果表明:海桑属红树植物的叶片上、下均有栅栏组织,栅栏组织与叶片厚的比值在0.3375～0.4349之间,属等面叶;表皮的角质膜厚1.88～7.63μm;输导组织发达;多数种类的栅栏组织中有分泌腔,而海绵组织中有单宁异细胞分布。说明了海桑属红树植物叶片的结构具有很强的耐旱及抗腐蚀能力。     

Comparative Studies on Water Relations and Xeromorphic Structures of Some Plant Species in the Middle Part of the Desert Zone in China

The mean value of leaf water potential (LWP) of the mesophytes, the less-succulent xerophytes and the succulent xerephytes was –13.5, –18.09 and –26.09 bars respectively. The bound water content (BWC), and the ratio of bound water content to free water content (B/E ratio) for the succulent xerophytes (174.0% and 4.8) were higher than those for the mesophytes (52.5% and 0.37) and the less-succulent xerophytes (76.8% and 1.0). The transpiration rate of the mesophytes, less-succulent xerophytes and succulent xerophytes was 1146.5, 866.3 and 422.8 mg/g. fw. h respectively. The water holding capacity (WHC) of the succulent xerophytes was the strongest among those of the three types, while that of the mesophytes was the weakest. The xerophytes, both the succulent and the less-succulent, have the following xeromorphic structures: thick cuticle, sundan stomata, dense epidermal hairs, well-developed palisade tissue and degenerated spongy tissue, the high ratio of palisade tissue to spongy tissue, and equilateral leaves. Besides, succulent xerophytes possess other xeromorphic structures: thick leaves, well-developed water storing tissue, high ratio of water tissue to leaf thickness, and the succulent leaves. The mesophytes exhibit the following mesophilous structures, thin cuticle, levelling or arching up stomata, low ratio of palisade tissue to spongy tissue, and back-belly leaves.     

岷江上游干旱河谷海拔梯度上白刺花叶片生态解剖特征研究

对岷江上游干旱河谷海拔梯度上（1 650～1 950 m）白刺花(Sophora davidii)叶片进行生态解剖学研究.观测指标包括叶片形态特征（叶长宽比、叶面积、叶片厚度）、解剖结构（表皮厚度、栅栏组织厚度(P)、海绵组织厚度(S)、P/S比值、表皮角质膜厚度）及叶表皮特征（气孔器密度和面积、表皮细胞密度和面积、表皮毛密度和长度）.结果表明,白刺花叶片面积为0.144～0.208 cm²,叶总厚度为171.58～195.83 μm;叶肉组织分化明显,栅栏组织厚度与海绵组织厚度分别为69.83～82.42和62.00～ 80.67 μm,P/S的比值为1.14～1.01,上下表皮厚度分别为14.03～15.33和13.88～16.17 μm,上下角质膜厚度分别为2.66～4.56和2.76～2.02 μm;气孔密度为13.71～15.02个·mm^-2,其面积为249.86～280.43 μm²;表皮细胞密度为160.54～178.43个·mm^-2,其面积为557.43～626.85 μm²;表皮毛长度为186.51～260.99 μm,其密度为18.29～32.27个·mm^-2.随海拔升高叶面积、叶厚度、栅栏组织和海绵组织的厚度、气孔器面积、表皮细胞面积以及表皮毛密度呈增加趋势,而角质膜厚度、表皮细胞密度和表皮毛长度则呈减小趋势;叶长宽比、P/S的比值、表皮厚度与气孔器密度无明显差异.     

遮荫对南美蟛蜞菊、蟛蜞菊及其自然杂交种叶片显微结构及叶绿体超微结构的影响

利用JSM-6360LV型扫描电镜和JEM-1010型透射电镜,观察了南美蟛蜞菊、蟛蜞菊及其自然杂交种新近成熟和老熟叶片的解剖结构及叶绿体超微结构。结果表明:遮荫后该杂交种与其亲本新近成熟叶片均表现为上下表皮气孔密度、叶片总厚度及上下表皮厚度、栅栏组织、海绵组织厚度减小,叶绿体肿胀变形,基粒片层垛叠程度增加,淀粉粒增多变大;遮荫后杂交种老熟叶片总厚度及上表皮、栅栏组织、海绵组织厚度增加,入侵种的下表皮厚度及本地种的上表皮厚度增加,叶绿体超微结构在遮荫后均出现严重损伤,基粒片层类囊体结构边缘溶解等。说明三种蟛蜞菊属物种及各物种不同叶龄叶片对弱光条件的响应存在差异;杂交种叶片显微及超微结构在不同光照下的变化介于亲本之间,对遮荫环境能较好适应。