摘要
光合速率是研究植物光合生理的主要指标之一，提高作物的光合速率对于增产具有良好的作用。通过利用作物三维模型，构建大豆三维冠层结构模型，进行冠层光分布模拟，为高产大豆选育提供理论指导。相比单叶光合速率，群体光合速率能够准确体现出光合与产量之间的关系，对提高大豆产量具有重要意义。合理的施用氮肥能够有效提高大豆叶片的净光合速率和叶色值，系统的研究超高产大豆光合特性及对氮肥的响应对超高产大豆的选育和栽种具有指导意义。本次试验通过采用盆栽和大田方式相结合，大田试验以超高产大豆品种（吉育86）和普通大豆品种（吉育593）为供试材料，通过在不同生育期株型参数的测量，绘制出大豆三维冠层结构模型，模拟出不同生育期大豆叶片的冠层光分布。利用CAPTS-100测量不同时间的群体光合，探索超高产品种的理想株型和超高产品种的群体光合特性;盆栽试验以超高产品种吉育86为材料，设置5个施氮水平:分别为N0、N1、N2、N3、N4，研究氮素水平对大豆叶片光合速率和产量的影响。研究结果表明: (1)通过构建大豆不同生育期三维冠层结构模型和冠层光分布模拟发现，吉育86的叶柄角度小，冠层结构良好，株型紧凑，符合理想株型的标准，吉育86的在不同节位的光分布要优于吉育593，尤其在中上部节位，吉育86的叶片上的PPFD（光合光子通量密度）高于吉育593; (2)吉育86和吉育593的单叶净光合速率的日变化呈双峰型，在上午11时和下午15时出现峰值;两个品种的群体冠层光合速率在不同天气下表现不同，无固定模式。吉育86在晴天时，冠层光合速率日变化呈双峰曲线，在上午10时出现第一个峰值;在阴天和雨天天气条件下，吉育86的冠层光合速率呈单峰型。在不同天气条件下，吉育86的群体冠层光合速率要高于吉育593; (3)吉育86和吉育593上部冠层和中部冠层的净光合速率随着光合有效辐射的不断增加而不断增加，当光合有效辐射PAR为1500μmol m-2s-1时，下部冠层的光合速率出现最大值，当光合有效辐射PAR＞1500μmol m-2s-1时，净光合速率开始下降。在不同冠层，吉育86的净光合速率要高于吉育593;吉育86的光合潜力要高于吉育593，能够适应不同的光环境变化; (4)吉育86的叶面积指数在盛荚期比吉育593高32％，并达到显著差异水平，盛荚期保持一个较高的叶面积指数对作物产量的提升起到良好的作用; (5)随着施氮量的增加，吉育86的净光合速率和叶色值在N3处理时达到最大值;在盛荚期，吉育86的叶色值和净光合速率最大，在盛荚期叶片的净光合速率和产量形成显著正相关;不同施氮水平下，吉育86的净光合速率都表现为从壮龄叶开始逐渐下降;在N3处理下，吉育86的产量最高。
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