近日,我校农业数字化种植应用重点实验室在植物科学领域国际前沿期刊《Frontiers in Plant Science》上发表了题为“Simulation of citrus foliar gas exchange across diverse meteorological conditions: application of the optimal stomatal regulation method”的研究论文。我校姜雪连副教授为共同通讯作者,潍坊学院为共同通讯单位。该期刊是植物科学领域的重要学术期刊,最新影响因子为5.6,在中科院分区中位于植物科学二区。
该研究针对柑橘叶片气孔行为复杂、传统气体交换模型依赖大量参数校准的难题,基于最优气孔调节理论,创新性地构建了一组耦合气孔导度-光合作用-蒸腾作用的模型(OSCMs)。研究团队在四川柑橘果园开展了连续两年的野外原位观测,利用实测的气体交换数据与叶片光合响应曲线,系统评估了不同光合作用限制形式下模型的表现。

研究发现,边际水碳权衡成本参数λ在日内存在波动,但日间中值相对稳定。采用日尺度λ输入时,基于RuBP再生限制的OSCvjd模型模拟气孔导度的精度最高(R²=0.73);采用全生育期恒定λ输入时,动态区分光合限制的OSC模型表现最优。模型在气温30-40°C、饱和水汽压差1-2 kPa的温和气象条件下性能最佳,气孔导度模拟的平均绝对相对误差为35.2%。
此项研究揭示了柑橘叶片碳-水耦合调控的生理机制,证实了最优气孔调节理论在亚热带果园的适用性。该建模策略仅需常规气象输入和少量物种参数,即可同步模拟光合速率、气孔导度、蒸腾速率及胞间CO₂浓度,为果园水分管理和果树生理状态快速诊断提供了低输入成本的评估工具。
该研究得到了山东省自然科学基金(ZR2022ME033)等项目的支持。研究成果体现了我校在农业精准栽培与植物生理生态交叉方向的持续积累,也为未来进一步探索经济作物对气候变化的响应机制奠定了理论基础。学校将继续支持科研团队开展原创性、前沿性探索,力争在服务区域农业高质量发展方面取得更多突破性成果。
【作者:霍燕青 审核:许瑞瑞 编辑:张灏 责编:赵允福 终审:李庆军】
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