[发明专利]基于叶绿素荧光预测小麦籽粒产量的方法及其模型的构建方法

摘要

本发明公开了一种基于叶绿素荧光预测小麦籽粒产量的方法及其模型的构建方法，旨在解决现有的气候及农学模型参数多、适应性差以及遥感模型受测试环境影响大、监测精度低的技术问题。本发明主要采取的步骤有：信息采集；筛选敏感的荧光参数；确立适宜的空间叶位；构建荧光潜势指数；建立产量预测模型。利用小麦顶部两张叶片的光适应荧光参数Fm'和Fv'可以很好地指示植株生产性能；在开花期和灌浆前期，叶绿素荧光Fm'和Fv'潜势指数可提前预测小麦籽粒产量状况。该预报模型有效减少地点、品种和天气等因素的影响，对小麦籽粒产量估算具有较高的精度和准确性，对指导农业生产、粮食供需平衡及农业政策制定具有重要意义和价值。

主权项

1.一种基于叶绿素荧光预测小麦籽粒产量模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)信息采集①施肥试验设置在待建模生态区设置不同施氮量处理的小麦施肥试验；②叶片净光合速率测定用光合仪测定系统分别测定不同施肥处理条件下的小麦植株在不同生长期的全部展开的顶部第1至4叶的叶片净光合速率；③叶片荧光参数测定与净光合速率测定同步，用叶绿素荧光分析仪测定暗适应条件下小麦植株各生育期的叶绿素荧光参数初始荧光F_o、最大荧光F_m、可变荧光F_v、PSII潜在活性F_v/F_o、最大光化学速率F_v/F_m、荧光光化学猝灭系数q_P、非光化学猝灭系数q_N、PSII量子效率Φ_PSII和电子传递速率ETR，以及光适应条件下小麦植株各生育期的叶绿素荧光参数稳态荧光Fs，光适应最大荧光参数Fm'，光适应可变荧光参数Fv'和Fv'/Fm'；④叶面积测定选取与步骤②、③相同的叶片，按照下式测量叶片面积，A＝b×L×W其中，设定回归系数b为0.75，L为各叶片的长度，W为各叶片的宽度，A为叶片面积；⑤产量根据实产确定对应小麦的单位面积籽粒产量；(2)筛选敏感的荧光参数通过对所述步骤③中叶片各荧光参数与叶片光合速率的相关性分析，根据相关系数确定敏感的荧光参数；(3)构建荧光潜势指数以如下的计算公式计算不同叶绿素在步骤(2)所确定敏感荧光参数下的潜势指数CFP：式中，CFi和LAi分别代表小麦主茎顶1叶到顶4叶中第i叶位的叶绿素荧光参数数值和对应叶片面积大小，且1≤i≤4；(4)建立产量预测模型通过对不同施氮处理条件下的小麦籽粒产量与对应的荧光潜势指数相关性分析，将相关系数最大时所对应的荧光潜势指数作为优化荧光潜势指数，依据优化荧光潜势指数及对应的最佳生育时期关系的回归分析，根据下述线性回归方程拟合出对应产量的预测模型：y＝a×x+b其中，y为小麦产量，x为优化荧光潜势指数。