干旱环境下夏玉米各生育时期光响应特征

模 型提取 玉米 不 同生育 时期 叶片光 合特 征参 数进行
特征 分析 。
由此可 以深 入 了解 光 反应 过程 的效率 。 目前拟 合光
２ ０ １ ２ － １ ０ — ２ ４收 到 ，２ ０ １ ３ — ０ ６ — ０ ８收 到 再 改 稿 。
资助项 目： 中国 气 象 科 学 研 究 院 基本 科 研 业 务 费专 项 （ ２ ０ ０ ９ Ｙ０ ０ ５ ） ， 公益性行业（ 气象） 科研 专 项 （ ＧＹＨＹ２ ０ １ ０ ０ ６ ０ ２ ７ ） ＊通 信 作 者 。 ｅ ｍａ ｉ ｌ ：ｍａ ｙ ｐ ＠ｃ ａ ｍｓ ． ｃ ｍａ ． ｇ ｏ ｖ ． ｃ ｎ
其 次为乳熟期 、 拔节期 ； 直 角 双 曲线 修 正 模 型最 适 合 描 述 干 旱 环 境 下 的 玉 米 光 合 能 力 光 响 应 过 程 ， 轻 度 干 旱 使 各 生 育 时期 光饱 和 点 及 最 大 净 光 合 速 率 下 降 ， 而对光补偿点 量子效 率和光 补偿点 的影响不 明显 ； 重 度 干 旱 下 各 生 育 时
本文 在 玉 米控 水 试 验 的基 础 上 ， 首先 对 干 旱环
境下 不 同生育 时期 玉米 叶片光 合作 用 的 日变化 进行 简要 分析 ， 然后 重 点 开展 不 同 模 型对 玉 米 光 合 作用 光 响应 曲线 的拟合 比较 ， 最 后 选 用拟 合 效 果 最好 的
与植 物光 合 速率 之 间 的关 系 ， 通 过 分 析 光 响 应 曲线 可 以获得 反 映植 物 光合 特 性 的相 关 生 理参 数 ， 如最 大（ 净） 光合 速率 、 表 观量子 效率 、 暗呼 吸速率 等 ＿ ６ 。 源 十 分 有 限 。在 全 球 变 暖 的背
景下 ， 华北 地 区干 旱频 繁发 生 ， 对农 作 物生 产造 成严
对某单 一 生育 时期 Ⅲ 】 。 。而玉 米不 同生 育时期 在干
旱环 境下 所受 影响 并 不 一致 ， 表 现 出来 的 光 合特 性
重影 响 ］ 。玉米 作 为 华 北 地 区 主要 的粮 食 作 物之
一
，
干 旱对 玉米 生 产 的影 响 一 直 受 到关 注 。光合 作
也有 所差 异 。若 能研 究不 同生 育时 期玉米 光合 指标 的变 化情 况 ， 则 能更 好 地 揭示 玉米 对 干 旱 的 响应 能
力， 从 而 可采取 针对 性 的水 分 管理措 施 。
响应 曲线 的模 型 中 ， 应用 较为 广泛 的有直 角双 曲线 、
引 言
２ ０世 纪 ８ ｏ年 代 以来 ， 世 界 各 国对 环境 、 资源 、
人 口、 防灾 减灾 和 可持续 发 展 问题 非 常关 注 ， 气 候变
非直 角双 曲线 以及 指 数 模 型 等＿ ６ ， 但这些模型 尚 不能 精确 模拟 饱和 光强 。近年 来发 展 的直 角 双曲线 修正 模型 在 这 些 参 数 的拟 合 精 度 上 有 了 进 一 步 提 高Ｉ １ ， 但 它 多针对 ｃ 。 植 物进 行研 究 ， 而 对 于玉
干 旱 环 境 下 夏 玉 米 各 生 育 时 期 光 响 应 特 征
口
天
玮Ｄ
景 元 书
马 玉 平
俄 有 浩
孙琳 丽” ’ 郑 腾 飞
’ （ 南京信息工程 大学 ， 南京 ２ １ Ｏ ０ ４ ４ ）
（ 中国气象科学研究院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ １ ）
摘
米等 Ｃ ４ 植 物 尚需 更 多验证 。另外 ， 目前有 关 干旱条 件下 玉米 叶片 光合 特性 的研 究 虽 多Ｅ １ ４ － １ ６ ３ ， 但 大多 针
化 导致 世 界上许 多 地 方 频 繁 出 现极 端 气 候 事 件 ， 给
农 业 生产 带来 严重 影 响口 ］ 。我 国华 北地 区是 农 作物
第 ２ ４卷 第 ６ 期 ２ ０ １ ３年 １ ２月
应 用 气 象 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＡＰＰＬ Ｉ Ｅ Ｄ ＭＥ ＴＥ０ＲＯＬＯＧＩ ＣＡＬ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖｏ １ ． ２４， Ｎｏ． ６
Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０ １ ３
吴玮， 景元 书 ， 马玉平 ， 等 ．干 旱 环 境 下 夏 玉 米 各 生 育 时 期 光 响 应 特 征 ．应 用 气 象 学 报 ， ２ ０ １ ３ ， ２ ４ （ ６ ） ： ７ ２ ３ — ７ ３ ０
要
２ ０ １ １年 ６ ９月在 中 国 气 象 局 河 北 固城 生 态 试 验 站 借 助 大 型 电动 式 防 雨 棚 及 人 工 灌 溉 ， 开 展 水 分 影 响夏 玉 米
生 长发 育 的 田间 试 验 。首 先 进 行 夏 玉 米 叶 片 光合 作 用 日变 化 和 光 合 作 用 光 响 应 曲线 的 观 测 ， 然 后 利 用 不 同模 型 拟
用是农 作 物生 长发 育 及 产 量 形 成 的 重要 生 理 、 生 态 过程 之一 ， 了解干 旱 对 作 物光 合 特 性 的影 响 可 以 为 灾害 影 响评估 提供 理论 依据 ＿ ５ ］ 。而光 合作用 光 响应
模 型是研 究作 物光 合特 性 的一种 有效 手段 。 光合 作 用 的光 响应 曲线 描 述 了光 量 子通量 密度
合 光 响 应 曲 线 确 定 最 适 模 型 并 提 取 光合 特 征 参 数 ， 探 讨 土壤 水分 条 件 对不 同 生 育 时 期 夏 玉米 叶 片 光 合 特 性 的 影 响
规 律 。 结果 表 明 ： 土壤水份适 宜时 ， 玉米抽雄期 的光合能力最强 ， 重 度 干旱 时 ， 抽雄期 的光合能力 降低幅度也最 大，
期 光饱 和 点 、 最大净光合 速率较轻度干旱又进一步下降 ， 同时各生育时期光补偿点量 子效率也有 明显下降 ， 而 光 补
偿 点明显上升 ， 表 明玉米叶片的强光利用能力对干旱敏感 ， 而它的弱光利用能力对干旱响应较迟钝 。
关 键词 ： 夏 玉 米 ；干 旱 ； 生 育时期 ； 光 响应 特 征