為探討寧夏引黃灌區(qū)滴灌玉米光合響應機制,采用Li-6400XT氣體交換測量系統(tǒng)測定2年玉米大喇叭口期的光響應曲線,選取4種通用的光響應曲線模型分別對玉米光響應過程進行分析、擬合與比較,篩選出6個不同氮素處理下最優(yōu)光響應模型,并利用最優(yōu)模型計算分析玉米光合生理特征參數(shù)。結果表明,滴灌玉米功能葉片光合能力隨著施氮量的增加呈遞增趨勢。通過模型誤差計算與分析,4種光響應曲線模型擬合精度存在差異,且直角雙曲線、非直角雙曲線和指數(shù)模型對于高氮處理的光響應曲線擬合度均高于低氮處理。相對其他3種模型,直角雙曲線修正模型擬合精度最高,可作為最優(yōu)光響應曲線模型模擬引黃灌區(qū)水肥一體化玉米光響應動態(tài)。由最優(yōu)模型對各氮素處理光響應生理參數(shù)計算分析表明,360 kg/hm²氮處理玉米葉片的光響應參數(shù)均高于其他氮處理,有利于提高玉米對強光的適應范圍和光能利用效率,增強光合作用。 

【文章來源】：玉米科學. 2020,28(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

不同施氮量下凈光合速率對光和有效輻射的響應

2.2 不同氮素處理下4種模型對玉米光響應曲線擬合比較由圖2可知，4種模型對各處理的光響應曲線擬合優(yōu)度不同，同種模型對兩年間的光響應曲線擬合精度差異較小。N3、N4和N5處理的Pn在整個光強范圍內(nèi)，均保持上升趨勢，所以4種模型對N3、N4和N5這3個處理的擬合度較高。N0、N1和N2處理在PAR未超過光飽和點時，4種模型的擬合值與實測值相差不大；當PAR繼續(xù)增強時，N0、N1和N2處理的Pn出現(xiàn)了下降的趨勢。通過模擬結果發(fā)現(xiàn)，除直角雙曲線修正模型外，由于3種模型曲線均呈單調(diào)遞增趨勢，從而導致這3種模型均不能準確地擬合超出光飽和點時Pn隨PAR升高而降低現(xiàn)象。由此可知，直角雙曲線模型、非直角雙曲線模型和指數(shù)模型這3種模型對低氮處理的光響應曲線擬合度相對較低。由各氮素處理模擬的整體趨勢可以看出，直角雙曲線修正模型擬合效果較好，其他3種模型擬合優(yōu)度欠佳，需通過模型擬合優(yōu)度參數(shù)來分析判斷4種模型擬合結果的優(yōu)劣。

通過試驗2的數(shù)據(jù)對兩年間試驗1的數(shù)據(jù)采用決定系數(shù)(R2)、均方根誤差(RMSE)及平均絕對誤差(MAE)對模型精確性進行檢驗。由圖3可知，4種模型光響應曲線的擬合精度不同，兩年間呈現(xiàn)相同的規(guī)律，兩年間各處理的R2>0.84，且R2隨著施氮量的增加而增加；RMSE和MAE二者的值相對較小，RMSE均不超過3.25,MAE均未超過2.41，且RMSE和MAE的值均隨著施氮量的增加呈減小趨勢。當施氮量達到N3(270 kg/hm2)水平時，4種模型的決定系數(shù)均大于>0.94,RMSE和MAE均<1.19，說明各模型對Pn的擬合度較好，且氮肥可提高各模型的擬合精度。直角雙曲線修正模型的RMSE和MAE均<0.86，且各氮素處理的R2>0.94，說明直角雙曲線修正模型與各模型相對擬合度最高，擬合效果最好。綜合R2、RMSE和MAE來分析，其余3種模型的擬合優(yōu)度依次表現(xiàn)為非直角雙曲線模型>指數(shù)模型>直角雙曲線模型。采用試驗2實測值對篩選出的最優(yōu)模型直角雙曲線修正模型進行檢驗，將2017與2018年模擬結果與田間實測值進行比較和誤差分析，由1∶1線分析計算得知(圖4)，兩年間各施氮量下Pn的模擬值與實測值之間決定系數(shù)R2為0.994和0.993，且模型評價系數(shù)均方根誤差RMSE為1.275和1.453，平均絕對誤差MAE為1.137和1.205。由此可以表明，直角雙曲線修正模型下Pn的實測值與擬合值間的擬合度好，精準度高，此模型可以較好地模擬寧夏引黃灌區(qū)滴灌水肥一體化玉米在不同施氮量下的光響應曲線。


本文編號：3463795