一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，所述甘蔗生产中干旱的快速诊断方法步骤首先先进行材料和测定指标及试验设计，而材料和测定指标及试验设计分为有以下试验：试验一：桶载试验1；试验二：桶栽试验2；试验三：大田种植；所述载试验1是选取不同定植时期无胁迫处理且生长均匀一致的植株，采用人工光源测定三个光强梯度下（PAR285μmolm‑2s‑1、PAR625μmolm‑2s‑1和PAR1150μmolm‑2s‑1）光量子效率及Fv/Fm；栽培桶规格为桶口直径40cm、桶底直径32cm、桶高40cm。该甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，通过多点测量、拟合建模的方法描述大田条件下甘蔗叶片光量子效率与干旱胁迫的响应规律，实现甘蔗生产中干旱胁迫的快速诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法
本专利技术涉及甘蔗栽培相关
，具体为一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法。
技术介绍
作为重要的糖料作物，80％甘蔗种植在亚热带地区的旱田，季节性干旱已成为限制甘蔗生产的第二大因素，以秋旱和冬春连旱为主的西南华南地区季节性干旱极大地影响幼苗生长和产量形成，传统生理指标检测方法步骤繁琐且耗时长，作为快速无损检测光合作用和光保护能力的探针，光量子效率间接反映决定产量和蒸腾的光合系统道对干旱胁迫的响应。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，以解决上述
技术介绍
提出的在季节性干旱中击打影响幼苗生长和产量形成，而传统检测方式耗时太长的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，所述甘蔗生产中干旱的快速诊断方法步骤首先先进行材料和测定指标及试验设计，而材料和测定指标及试验设计分为有以下试验：试验一：桶载试验1，桶载试验1是选取不同定植时期无胁迫处理且生长均匀一致的植株，采用人工光源测定三个光强梯度下(PAR285μmolm-2s-1、PAR625μmolm-2s-1和PAR1150μmolm-2s-1)光量子效率及Fv/Fm；试验二：桶栽试验2；试验三：大田种植。优选的，所述栽培桶规格为桶口直径40cm、桶底直径32cm、桶高40cm，栽培桶参考大田甘蔗种植距离摆放，摆放密度为6桶/m2，每桶种植种茎3段，每段1个芽，每个品种种植10桶；采用选取正常生长中的甘蔗，测定额定光强、不同温度下的光量子效率，通过曲线拟合建立光温订正模型。优选的，所述桶栽试验2的种植模式与桶载试验1的种植模式相同，开展自然干旱胁迫试验，测量不同水分梯度下光量子效率和土壤相对含水量，用光量子效率的温度修正值与光合有效辐射建立干旱胁迫响应模型，拟合干旱胁迫指数。优选的，所述大田种植是自然干旱处理，针对不同干旱程度进行覆水处理，每个处理3个重复，每个小区12m2，测定不同光温背景下甘蔗叶片光量子效率和该植株根部土壤相对含水量，将光量子效率的计算值与实测值进行1:1线符合度及精确度分析。优选的，所述快速诊断方法步骤在材料和测定指标及试验设计后，需要进行标准模型建立，而标准模型建立分为有以下步骤：步骤一：甘蔗叶片光量子效率的光温订正模型；步骤二：甘蔗叶片光量子效率的干旱胁迫响应模型；步骤三：模型验证；步骤四：田间操作。优选的，所述步骤一在不同光温条件下光量子效率与温度和光照之间的关系描述如下：式(1)中，T为实际空气温度(℃)；Φ是空气温度为T时的光量子效率；Φb和Φa分别为基础和可变的Φ，其关系为Φb+Φa＝ΦTo；Tmin、To和Tmax为甘蔗生长的三基点温度，经曲线参数拟合分别确定为12℃、28℃和43℃；由于多种电子传递途径的存在，即使叶片光合速率降至零，仍有电子传递在叶片中进行，因此ΦbL和ΦbH分别为低温和高温下的基础光量子效率；aL、bL、aH和bH四个经验系数的拟合值分别为0.678、7.6×10-4、0.672和5.6×10-4。优选的，所述步骤二用温度订正后的不同水分梯度下光量子效率与光合有效辐射建立曲线，即可反映不同温、光、水组合下光量子效率的变化规律，其中，拟合参数ε为干旱胁迫指数，其随水分梯度变化公式如下：其中rSWC为土壤相对含水量，rSWCc为临界下限土壤相对含水量，根据试验分别确定新台糖22号和新台糖16号的rSWCc值为30％和20％，ε(0)为无干旱胁迫的初始值，根据试验分别确定新台糖22号和新台糖16号的ε(0)值为6.395和5.785，新台糖22号、新台糖16号的经验系数c和d的拟合值分别为14.25和9.68、34.82和21.77。优选的，所述步骤三是将试验二的环境参数代入计算Φ(PAR,T)，新台糖22号和新台糖16号的Φ(PAR,T)与实测值之间基于1:1线的决定系数(r2)分别为0.98和0.96，相对回归估计标准误(rRMSE)分别为3.66％和5.74％，说明模型能够较好的预测田间实际光量子效率，并在生产中选择新台糖22号进行产量验证，当土壤相对含水量降至T1(35～45％)、T1(20～30％)、T1(10～20％)和T1(3～10％)时补水到正常水平，待收货时测产，若遇到春旱极大影响出苗率，与充分灌溉相比产量分别下降1.3％、13.9％、25.9％、48.3％；若遇到秋旱，则影响甘蔗拔节和成熟，与充分灌溉相比产量分别下降4.9％、10.1％、14.8％、21.8％；若7<ε≤9为轻旱，9<ε≤13为中旱，ε>13为重旱。优选的，所述步骤四是在每块田随机选取10株，用便携式荧光仪于上午测定太阳光下自然稳定光适应的光量子效率Φ(PAR,T)，用黑色胶带包裹光反应测量位点，30min之后测定Fv/Fm，根据环境光温数据反推干旱胁迫指数ε，判断干旱发生程度，进行初步的灾损估计。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，本研究通过多点测量和拟合建模的方法描述大田条件下甘蔗叶片光量子效率与干旱胁迫的响应规律，实现甘蔗生产中干旱胁迫的快速诊断。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种技术方案：一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，甘蔗生产中干旱的快速诊断方法步骤首先先进行材料和测定指标及试验设计，而材料和测定指标及试验设计分为有以下试验：试验一：桶载试验1，桶载试验1是选取不同定植时期无胁迫处理且生长均匀一致的植株，采用人工光源测定三个光强梯度下(PAR285μmolm-2s-1、PAR625μmolm-2s-1和PAR1150μmolm-2s-1)光量子效率及Fv/Fm；试验二：桶栽试验2；试验三：大田种植。栽培桶规格为桶口直径40cm、桶底直径32cm、桶高40cm，栽培桶参考大田甘蔗种植距离摆放，摆放密度为6桶/m2，每桶种植种茎3段，每段1个芽，每个品种种植10桶；采用选取正常生长中的甘蔗，测定额定光强、不同温度下的光量子效率，通过曲线拟合建立光温订正模型。桶栽试验2的种植模式与桶载试验1的种植模式相同，开展自然干旱胁迫试验，测量不同水分梯度下光量子效率和土壤相对含水量，用光量子效率的温度修正值与光合有效辐射建立干旱胁迫响应模型，拟合干旱胁迫指数。大田种植是自然干旱处理，针对不同干旱程度进行覆水处理，每个处理3个重复，每个小区12m2，测定不同光温背景下甘蔗叶片光量子效率和该植株根部土壤相对含水量，将光量子效率的计算值与实测值进行1:1线符合度及精确度分析。快本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，其特征在于：所述甘蔗生产中干旱的快速诊断方法步骤首先先进行材料和测定指标及试验设计，而材料和测定指标及试验设计分为有以下试验：/n试验一：桶载试验1，桶载试验1是选取不同定植时期无胁迫处理且生长均匀一致的植株，采用人工光源测定三个光强梯度下(PAR285μmolm-2s-1、PAR625μmolm-2s-1和PAR1150μmolm-2s-1)光量子效率及Fv/Fm；/n试验二：桶栽试验2；/n试验三：大田种植。/n

【技术特征摘要】
1.一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，其特征在于：所述甘蔗生产中干旱的快速诊断方法步骤首先先进行材料和测定指标及试验设计，而材料和测定指标及试验设计分为有以下试验：
试验一：桶载试验1，桶载试验1是选取不同定植时期无胁迫处理且生长均匀一致的植株，采用人工光源测定三个光强梯度下(PAR285μmolm-2s-1、PAR625μmolm-2s-1和PAR1150μmolm-2s-1)光量子效率及Fv/Fm；
试验二：桶栽试验2；
试验三：大田种植。


2.根据权利要求1所述的一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，其特征在于：所述栽培桶规格为桶口直径40cm、桶底直径32cm、桶高40cm，栽培桶参考大田甘蔗种植距离摆放，摆放密度为6桶/m2，每桶种植种茎3段，每段1个芽，每个品种种植10桶；采用选取正常生长中的甘蔗，测定额定光强、不同温度下的光量子效率，通过曲线拟合建立光温订正模型。


3.根据权利要求1所述的一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，其特征在于：所述桶栽试验2的种植模式与桶载试验1的种植模式相同，开展自然干旱胁迫试验，测量不同水分梯度下光量子效率和土壤相对含水量，用光量子效率的温度修正值与光合有效辐射建立干旱胁迫响应模型，拟合干旱胁迫指数。


4.根据权利要求1所述的一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，其特征在于：所述大田种植是自然干旱处理，针对不同干旱程度进行覆水处理，每个处理3个重复，每个小区12m2，测定不同光温背景下甘蔗叶片光量子效率和该植株根部土壤相对含水量，将光量子效率的计算值与实测值进行1:1线符合度及精确度分析。


5.根据权利要求1所述的一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，其特征在于：所述快速诊断方法步骤在材料和测定指标及试验设计后，需要进行标准模型建立，而标准模型建立分为有以下步骤：
步骤一：甘蔗叶片光量子效率的光温订正模型；
步骤二：甘蔗叶片光量子效率的干旱胁迫响应模型；
步骤三：模型验证；
步骤四：田间操作。


6.根据权利要求5所述的一种甘蔗干旱胁迫的田间快速诊断方法，其特征在于：所述步骤一在不同光温条件下光量子效率与温度和光照之间的关系描述如下：



式(1)中，T为实际空气温度(℃)；Φ是空气温度为T时的光量子效率；Φb和Φa分别为基础和可变的Φ，其关系为Φb+Φa＝ΦTo；Tmin、To和Tmax为甘蔗生长的三基点温度，经曲线参数拟合分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东升，严程明，徐磊，孔冉，苏俊波，窦美安，徐志军，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院湛江实验站，
类型：发明
国别省市：广东;44