作物冠层分析仪的应用

作物冠层分析是作物栽培与生理研究的核心内容，对实现高产高效生产具有重要意义。通过分析冠层结构、叶面积指数、光照分布及群体小气候，可明确光能利用效率，优化种植密度与株型配置，避免群体过密或过稀导致的光合不足。同时，冠层监测能快速判断作物长势、水肥状况及病虫害发生趋势，为精准施肥、节水灌溉和科学施药提供依据。此外，冠层参数还可用于评估作物抗逆性、指导品种选育及产量预测，是智慧农业、遥感监测与农田管理决策的重要基础，对提升产量、改善品质、减少资源浪费具有关键作用。

以下是在不同作物冠层研究中，研究人员选择并使用冠层分析仪对叶面积指数、光和有效辐射等关键指标进行测定，表明了植物冠层分析仪在相关领域中的重要性和必要性。

案例一（李小敏, 龚红瑜, 田冰欣, 刘东华, 李春喜, 姜丽娜, 马建辉. 黄淮海平原不同行距配置和密度组合对小麦冠层结构和氮素利用的影响[J]. 作物杂志, 2025, (05): 171-176.）

背景介绍：传统等行距种植方式容易使作物群体结构不佳，田间通风透光条件较差。而宽窄行种植通过宽行与窄行交替布局，能有效优化冠层结构，减少叶片相互遮挡，让中下部叶片获得更多光照，增大有效光合面积，提升光能利用率，增强光合能力。在相同密度下，宽窄行还能改善田间通风透气性，缓解小麦高产栽培中群体结构失调、光照不足和植株早衰等问题，从而实现增产增收。目前小麦行距配置仍在持续优化，合理的群体结构还需要进一步研究完善。

实验方法：实验处理见表1；分别于小麦拔节期、抽穗期、开花期和灌浆期，使用SunScan植物冠层分析仪（英国DELTA-T公司）于晴朗日9:00-11:00在各处理小区定点测量，将探测杆插入行间并置于冠层底部 测定作物冠层叶面积指数（leafareaindex，LAI）、 叶倾角（meantilt angle，MTA）和透光率（diffuse normal transmittance，DIFN），每处理测定10次，取平均值。

使用仪器：SunScan植物冠层分析仪

结果分析：通过分析小麦的LAI和DIFN，研究不同种植 密度和行距对小麦冠层结构的影响。结果表明（图3），在不同生育期，T2、T3和T4处理小麦 LAI均高于T1处理，且呈逐渐上升趋势，因此宽 窄行种植、增密和缩行匀株均可以有效提高小麦 LAI。进一步分析冠层DIFN，结果表明，不同处理下DIFN与LAI变化规律相反，表明宽窄行种植、增密和缩行匀株均可以有效提高光能截获率，有助于提高光辐射资源利用率。

案例二（高泽雨, 朱金龙, 雒涌婷, 朱琪淳, 石宇晴, 娄运生. 弱光胁迫对水稻生长生理、产量和品质的影响[J]. 江苏农业科学, 2025, 53 (16): 88-98.）

背景介绍：太阳辐射是作物生长的关键能量来源，光照强弱与光质直接影响光合作用、生长发育及产量品质。遮阴会营造弱光环境，使水稻株高、分蘖、叶面积指数下降，虽能提高叶绿素含量，但会抑制净光合速率与干物质积累，降低结实率、千粒重及加工品质，同时增加垩白，导致产量与品质下降，且分蘖、抽穗、灌浆等关键时期遮阴均有不利影响。此外，遮阴还会改变冠层光质，使蓝光比例上升、红光 / 远红光比值降低。目前相关研究多集中在遮阴程度与时期，针对不同遮阴材料及光质的影响研究仍较欠缺，有待进一步深入。

实验方法：采用单因素完全随机试验设计，不同颜色遮阳网覆盖水稻冠层模拟弱光环境，处理设置为：对照（不覆盖，C0）、黑色遮阳网覆盖（C1）、银灰色遮阳 网覆盖（C2）和白色遮阳网覆盖（C3），遮阴率为60％。小区面积设定为4m2（2m×2m），每个处理重复3次，随机排列。采用LP-80植物冠层分析仪，在每个试验小区内随机选取3个不同位置进行叶面积指数的测定，结果取平均值。

使用仪器：LP-80植物冠层分析仪

结果分析：方差分析结果（表2）表明，水稻各生育期中各处理对叶面积指数均有极显著影响（P＜0.01）。图2表明，在水稻主要生育期，与对照C0相比，C1、C2和C3处理均对叶面积指数起抑制作用。在分蘖期、拔节期和成熟期，叶面积指数表现为C0＞C3＞C2＞C1，C0显著高于C1、C2和C3，C2和C3显著大于C1；在孕穗期和抽穗期，LAI呈现 C0＞C2＞C3＞C1的趋势，其中C0的LAI值显著大于C1、C2和C3，C2显著大于C1和C3；在灌浆期，LAI呈现C0＞C3＞C2＞C1的趋势，其中C0处理的LAI显著大于C1、C2和C3，C3显著大于C1和C2，C2显著大于C1。总体上，与C0相比，C2和C3对LAI的抑制作用较小，即银色和白色遮阳网处理的叶面积指数高于黑色遮阳网。

不同小写字母表示相同生育期下各处理间在5%水平差异显著

图2. 各生育期不同处理下水稻叶面积指数变化

案例三（徐恩惠.水稻冠层光强波动特征及其对冠层光合作用的影响[D].华中农业大学,2025.）

背景介绍：水稻高产稳产对我国粮食安全意义重大，而光合作用是其产量形成的基础，冠层光环境直接影响光合效率。田间条件下，太阳、云层及风力变化会使冠层光强剧烈波动，同时冠层结构也会通过影响光照分布与叶片遮挡，造成冠层内外光强波动差异。波动光会改变水稻冠层对光照的响应，进而影响光能利用。因此，研究冠层光强波动特征、影响因素及对光合作用的影响，对优化群体结构、提升光能利用率十分关键。

实验方法：在晴朗无云的中午时段（11:00-13:00），本研究采用植物冠层分析仪（AccuPAR LP-80，Licor，USA）对冠层不同位置的光合有效辐射（PAR）进行系统测量。测量位置包括：（1）冠层顶部（株高的上1/3处）；（2）冠层中部（株高的下1/3处）；（3）冠层底部（离水面3-5 cm处），以计算冠层各位置的光强拦截率。 测量过程中，首先将仪器水平放置在冠层外部记录PAR基准值，随后立即测量冠层内部相应位置的PAR值。为确保数据准确性，每个内部位置测量前均需重新记录冠层外部的PAR基准值。在冠层内部PAR测量时，仪器水平放置于两行植株中间，每个小区分别在宽行和窄行各选取3个测量点，共计6个测量点位。

使用仪器：LP-80植物冠层分析仪

结果分析：在幼穗分化期之前，黄华占在冠层内不同位置的光拦截率显著大于 南粳9108，随着生育进程的推进，黄华占和南粳9108的光拦截率差异不显著，密度 之间的差异仅在2023年移栽后30 d冠层底部表现出显著差异，其他时期没有显著差异。黄华占品种在不同生育期均展现出较强的冠层光拦截率，且这种差异主要体 现在品种之间，而种植密度对其冠层光能截获能力的影响相对较小。