玉米拔节期冠层叶绿素含量多光谱图像检测

为了探索大田玉米冠层叶片叶绿素指标的快速检测方法。采用自主研发的2-CCD多光谱图像成像系统采集了大田玉米拔节期冠层图像,并同步获取了样本叶绿素含量指标SPAD值。对多光谱图像进行了平滑滤波,并基于HSI颜色空间实现了冠层图像的分割。提取了玉米冠层可见光(blue(B),green(G),red(R);400~700 nm)和近红外(near-infrared,NIR,760~1 000 nm)4个波段平均灰度值并计算了平均灰度值计算比值植被指数(RVI,ratio vegetation index)、归一化植被指数(NDVI,normalized difference vegetation index)、修改型二次土壤调节植被指数(MSAVI2,modified soil-adjusted vegetation index)等8种常见植被指数作为图像检测参数。分析了这12个检测参数与叶绿素指标之间的相关性,讨论了图像检测参数的多种组合,建立了叶绿素指标的多元线性回归分析(MLRA,multiple linear regression analysis)模型。研究结果表明:R、G、B波段的平均灰度值与叶绿素指标成较高负相关,相关系数分别为-0.73,-0.71和-0.71,植被指数中相关性较好的是NDVI、MSAVI2和RVI,相关系数分别为0.83、0.81和-0.81。基于这6个参数组合建立的叶绿素指标估算模型拟合度最好,其建模集决定系数为0.79,验证集决定系数为0.71,研究结果为无损检测玉米拔节期叶绿素含量提供了支持。     

甘蓝型油菜开花期SPAD值、叶绿素含量与氮素含量叶位分布特点及其相互关系

通过测定甘蓝型油菜秦油10号开花期不同叶型叶片的SPAD值与叶绿素含量及N含量,研究开花期叶片SPAD值、叶绿素含量及N含量的变化,并探讨了叶片SPAD值与叶绿素含量及N含量之间的关系。结果表明:①开花期不同叶型叶片的SPAD值、叶绿素含量、N含量随着时间的推移呈不同程度的下降,开花后2周至开花后3周叶片含N量迅速下降,短柄叶与无柄叶分别下降20%和26%;②盛花期(花后2周)不同叶型叶片叶绿素含量与N含量无柄叶>短柄叶、长柄叶,差异达到显著水平,SPAD值差异未达显著水平;③盛花期不同叶型叶片的SPAD值与叶绿素含量及N含量之间呈线性正相关,相关系数分别为0.862 0**、0.711 8*,达到显著或极显著水平。     

不同烤烟品种不同成熟度上部叶烘烤特性研究

为明确烤烟叶片上部叶烘烤特性,以K326、毕纳1号、遵烟6号、贵烟1号、贵烟4号、红花大金元(红大)不同成熟度上部叶为材料,研究比较了烘烤或暗箱试验中烟叶失水速率、变黄变褐特性、叶绿素相对含量(SPAD)、颜色值、多酚氧化酶(PPO)活性以及烤后烟叶化学成分含量的差异。结果表明,烘烤和暗箱试验中毕纳1号失水速率较小,红大和贵烟1号失水速率较大,毕纳1号和K326变黄时间最短,红大变黄时间最长;烘烤过程中毕纳1号PPO活性均值低于0.4 U,贵烟1号高于0.5 U;暗箱试验中红大SPAD值较大,其次是遵烟6号和贵烟1号,毕纳1号、贵烟4号、K326较小,红大和遵烟6号颜色值相对较差,毕纳1号变褐较轻,贵烟1号变褐最严重;烤后烟叶毕纳1号、贵烟4号和遵烟6号化学成分含量相对适宜。随着烤烟叶片成熟度的提高,烘烤试验中烟叶变黄时间缩短,PPO活性增加,烤后烟叶总植物碱、总氮含量降低,水溶性总糖、还原糖含量增加;暗箱试验中烟叶变黄、变褐时间缩短,SPAD值减小,颜色较好,但变褐后颜色较差。品种与成熟度不仅影响烟叶的外观表型,而且显著影响其内在生理。不同烤烟品种烘烤特性与化学成分和基因型均密切相关。对于暗箱试验,SPAD值可作为烟叶易烤性的表型判断指标,颜色参数可作为易烤性和耐烤性的表型判断指标。综合来看,K326、毕纳1号、贵烟1号、贵烟4号上部叶易烤性较好,遵烟6号较差,红大最差;毕纳1号上部叶耐烤性较好,其次是K326、贵烟4号、红大和遵烟6号,贵烟1号最差。根据不同烤烟品种烘烤特性差异,本研究有针对性地提出了上部叶烘烤工艺措施,为烤烟品种烘烤和上部叶品质提升奠定了理论基础。     

基于SPAD-502与GreenSeeker的冬小麦氮营养诊断研究

用GreenSeeker和SPAD-502测定了不同氮素处理的冬小麦冠层NDVI与叶片SPAD值, 分析了它们与叶片全氮、叶绿素含量及产量间的关系。结果表明: 冬小麦抽穗期SPAD值和NDVI值均与叶绿素含量呈极显著正相关; 除抽穗期和返青期外, SPAD值与叶氮含量、叶绿素含量的相关系数在其余各生育期均达到显著或极显著水平; NDVI值与叶氮含量、叶绿素含量在拔节期、乳熟期的相关性同SPAD值一致; SPAD值可以进行叶绿素的诊断, NDVI值可以进行氮的诊断。氮营养诊断时期应该选择拔节期。通过回归建立了基于SPAD值、NDVI值的产量估测模型, 可以通过SPAD值、NDVI值对冬小麦产量进行估算。     

库尔勒香梨成熟度量化评价方法

为探讨库尔勒香梨的成熟规律,定量评价其成熟度及理化特征,以成熟过程中的库尔勒香梨为研究对象,研究库尔勒香梨理化指标随积温增长的变化规律,建立成熟度的量化评价方法。选取果实硬度值及可溶性固形物、叶绿素、维生素C含量为评价指标,检测成熟期间各指标随积温增长的数值。应用Sigma Plot软件对试验数据进行处理分析,建立库尔勒香梨的成熟规律的数学模型,并提出基于成熟规律的库尔勒香梨成熟度与理化指标间关系的量化评价方法。结果表明:所建模型可以描述积温和理化指标的联系,模型系数显著性P0.0001;提出的方法可量化评价和预测积温、成熟度和理化指标间相互关系,相对误差均小于2.4%。研究结果可为库尔勒香梨的采摘期确定、成熟度评价和理化指标预测提供依据,为水果成熟度量化研究方法提供参考。     

稻茬烤烟中部6片烟叶一次性采收的成熟度综合评价

为明确稻茬烤烟中部6片烟叶一次性采收的适宜成熟度,以云烟87为材料,设计低成熟度（M1）、中等成熟度（M2）、高成熟度（M3）3个处理,在湖南桂阳烟区开展中部烟叶的不同成熟度采烤试验,并对试验结果进行了模糊综合评价。结果表明,随着中部烟叶采收成熟度的提高,鲜烟叶的叶绿素相对（SPAD）值下降;微带青烟叶比例下降,杂色烟叶比例增加;烟叶成熟度提高,结构疏松;烟叶单叶重下降;烟叶总糖、还原糖、淀粉含量下降,烟碱、钾和绿原酸含量增加,化学成分可用性提高;烟叶产量和产值下降。M2处理的外观质量指数较M1、M3分别高12.12%、0.73%,化学成分可用性指数分别高11.74%、-0.70%,评吸质量分别高0.53%、5.42%,经济性状指数分别高2.62%、12.54%,烟叶质量指数分别高3.46%、3.16%,综合效果指数分别高2.78%、7.57%。湖南桂阳烟区云烟87中部烟叶一次性采收适宜成熟度要求叶面变黄20%～70%,主脉变白1/3～全白,支脉变白1/4～全白;SPAD值在22.43～29.69范围内时,可作为指导稻茬烤烟中部烟叶适宜采收成熟度的参考指标。稻茬烤烟中部烟叶一次性适熟采...     

不同氮磷钾肥用量对五指毛桃叶绿素含量的影响

为探讨在"3414"肥料试验中叶绿素仪测定叶绿素的精确度,以及不同施肥处理对五指毛桃叶片SPAD值与叶绿素含量的影响,采用SPAD叶绿素仪和酒精-丙酮浸提法对五指毛桃不同叶片的SPAD值、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量进行测定。结果表明,不同施肥处理对五指毛桃3片叶片的SPAD值,倒1叶的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量,倒2叶的叶绿素a以及倒3叶的叶绿素b、总叶绿素含量的影响不显著;对倒2叶的叶绿素b、总叶绿素含量,倒3叶的叶绿素a影响显著。氮、磷、钾肥对五指毛桃叶片SPAD值和叶绿素含量效应依次为N肥P肥K肥。SPAD值、叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量从倒1叶至倒3叶呈现逐渐增加的趋势,但增加的幅度因施肥处理不同而不同。倒1叶的SPAD值与叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量呈负相关;倒2叶的SPAD值与叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量均呈极显著正相关;倒3叶的SPAD值与叶绿素a呈负相关,而与叶绿素b及叶绿素总量均呈显著正相关,表明在"3414"肥料试验中倒2叶的SPAD值更能准确地预测其叶绿素的绝对含量。该研究为叶绿素仪在五指毛桃生理实验中正确应用提供了科学依据,也为五指毛桃在成龄胶园间作实践提供了理论指导。     

遮荫对水稻冠层叶片SPAD值及光合、 形态特性参数的影响

SPAD（soil-plant analysis and development）计是一种快速、 方便、 非破坏性的诊断植物叶片相对叶绿素或氮含量的仪器,与传统的氮营养诊断方法相比,此仪器节省时间、 劳力和资源。本试验通过未遮荫和遮荫的方法观察水稻冠层叶片SPAD值、 叶绿素含量、 叶绿素荧光、 光合参数、 叶片厚度和比叶重（叶片干重除以叶片的面积）等生理形态指标的变化,建立SPAD值与光系统II（PSII）最大量子产量（Fv/Fm）之间的回归关系。结果表明,遮荫条件下,甬优9号(YY9)和丙9363(B9363)冠层叶片变薄、 SPAD值、 叶绿素a/b、 比叶重、 电子传递速率（ETR）降低,但快速光曲线的初始斜率无明显变化; 同时, 遮荫导致了叶片的呼吸速率、 最大净光合(Pmax)、 量子效率、 光补偿点和饱和点降低,表明水稻叶片为适应弱光环境, 降低光合能力、 减少呼吸消耗, 以增加对有限光能的利用。不同光照条件下,水稻冠层叶片SPAD值与PSII的Fv/Fm的回归方程呈指数式关系（YY9 R2=0.896; B9363 R2=0.833）, 表明SPAD计可以快速、 无损、 有效地评估水稻冠层叶片的光合作用进程,当SPAD值小于35时,其光合过程可能处于受损状态。     

烤烟氮素营养诊断及精准施肥模式研究

为解决烤烟生产中存在过高施氮或不合理的施肥技术措施致使烟叶产质量下降和氮素利用效率低下等突出问题,该研究于2008-2010年在广东韶关烟草产区以烤烟品种K326为材料,研究不同施氮水平下不同叶位及叶片不同位置上的叶绿素仪测定值(SPAD值)、叶绿素含量、总氮含量的变化特征及其与产质量的相互关系,分析实时氮肥管理(RTNM)模式下不同SPAD施肥阈值对烟草产质量及氮肥利用率的影响,结果表明:顶三叶的叶中位置SPAD值与叶片叶绿素含量、总氮含量的相关性最好,且变异系数小,是较为理想的指示叶或参照叶;获得较好产质量烤烟时的SPAD值在伸根期和旺长期的阈值范围为38.3～47.2。在设置不同SPAD阈值的RTNM模式下,SPAD阈值40.5~43范围内(氮肥用量为75～110kg/hm2)能获得较高的烟叶产量、产值,最高产量和产值分别为2844.09kg/hm2和26989.24元/hm2,烟叶化学成分较为协调。此外,通过与农民习惯施肥模式(167.8kg/hm2)相比较,在SPAD设定阈值为43的RTNM模式下,相应的氮肥用量为110kg/hm2,氮肥农学利用率和吸收利用率分别提高53.0%、46.5%,产值提高了7.4%,调制后烟叶的淀粉、总氮、烟碱含量显著下降,烟叶化学成分更为协调,内在质量较好。     

主动遥感光谱仪Greenseeker与SPAD对玉米氮素营养诊断的研究

以手持式主动遥感光谱仪Greenseeker和叶绿素仪SPAD对玉米不同氮素水平下各个生育期的NDVI值及叶片SPAD值进行测试,研究不同氮素对玉米群体和个体营养状况的变化以及田间条件下简便、快速、非接触性的作物氮素营养状况诊断方法。结果表明,在一定的范围内随着氮肥用量的增加NDVI值也增加,氮肥施用量为N 300kg/hm2时NDVI值达到最高,NDVI 与氮肥施用量符合线性加平台的关系;玉米不同生育期间NDVI 值变化明显,苗期NDVI值比较低,大喇叭口期NDVI 值达到最高,以后逐渐下降并在抽雄期后趋于稳定。SPAD值与NDVI 值的变化趋势相一致,SPAD值与叶绿素含量成正相关关系,大喇叭口期完全展叶的SPAD 与产量存在正相关关系。手持式主动遥感光谱仪Greenseeker和叶绿素仪SPAD结合能够对玉米的氮素营养状况作营养诊断。     

应用叶绿素计诊断烤烟氮素营养状况

为探讨叶绿素计在估测烤烟叶绿素和氮浓度上的应用价值,进行了3个田间试验。即:郑州点2003年设施N.51.0.kg/hm2与4个品种NC89、RG17、85048、541;2004年设5个氮肥用量:N.30.04、0.5、51.0、61.5、75.0.kg/hm2与2个品种中烟101、云烟85;玉溪点于2005年设5个氮肥用量:N.02、7.0、54.5、81.8、109.0.kg/hm2与K326品种的试验。测定了不同试验条件下烤烟叶片的叶绿素计(SPAD-502和CCM-200)值和实际叶绿素浓度、全氮浓度,并进行了三者关系分析。结果表明,应用叶绿素计监测烤烟叶片最佳测定部位为完全展开叶的中部。叶绿素计测定值因年份、地点、氮肥水平、叶位、同一叶片不同的部位而异。叶绿素计值与叶绿素浓度、叶片全氮浓度之间有稳定的极显著相关性。叶绿素计SPAD-502的SPAD值和CCM-200的CCI值与叶绿素浓度之间的决定系数分别为0.8755(P0.001)和0.9499(P0.001)。SPAD计值(SPAD)与全氮浓度(N)之间回归方程为N=0.0265SPAD+0.9601(R2=0.7649,P0.001),经检验该模型具有较好的精确性和普适性,利用叶绿素计进行烤烟氮素营养监测是可行的。     

RELATIONSHIP BETWEEN CHLOROPHYLL CONTENT IN LEAVES OF SORGHUM AND PIGEONPEA DETERMINED BY EXTRACTION METHOD AND BY CHLOROPHYLL METER (SPAD-502)

ABSTRACT

The estimation of chlorophyll content in leaves by the chlorophyll meter (SPAD 502) is more convenient than by the extraction method for studies on photosynthesis or senescence where the total chlorophyll is estimated on the same leaf over time. This study was to test hypothesis that specific leaf weight (SLW) appears to be one of the factors determining SPAD index under different conditions. The influence of SLW on SPAD index and an improved simple method to determine chlorophyll content of sorghum and pigeonpea by a chlorophyll meter was studied. The results indicated that regression lines were significantly different between sorghum and pigeonpea, and at the vegetative and physiological maturity stages in each crop. Residuals of simple regressions calculated from all data of each crop were correlated with SLW. Multiple-regression with SPAD index as the dependent variable, and chlorophyll content and SLW as the independent variables gave the best estimation of chlorophyll content in leaves of sorghum and pigeonpea. These results suggest that SLW is an important factor affecting SPAD index and the influence of SLW on SPAD index can vary with crop species. Devices for estimating SLW could be incorporated into the chlorophyll meter to provide SPAD values adjusted for SLW. Further investigation is required on the influence of SLW on SPAD index for other crops.     

施氮对半湿润农田夏玉米冠层氮素及叶绿素相对值(SPAD值)垂直分布的影响

以半湿润地区土垫旱耕人为土为供试土壤,采用田问试验,研究了不同施氮水平下夏玉米(Zea maysL.)拔节期、灌浆期和成熟期3个生育期冠层叶片氮素、叶绿素相对值(SPAt)值)的垂直分布规律及其差异;同时对各层叶片含氮量、SPAR值与施氮量进行相关分析.结果表明,在各生育期不同叶层叶片含氮量按上、中、下层顺序呈明显递减规律,从全生育期不同施氮处理看,上层比中层增加6.64%,中层比下层增加5.18%.随施氮量增加,中上层叶片含氮量差异增大,中下层叶片含氮量差异减小.冠层内叶片SPAD值垂直分布规律与叶片含氮量分布规律相类似.相关分析表明,全生育期各层叶片SPAD值与叶片含氮量呈极显著线性正相关关系(R=0.503**).进一步分析发现,各层叶片SPAD值,叶片含氮量与施氮量的相关性以上层叶关系最为密切,揭示了夏玉米氮素营养诊断的较好叶片是上层叶位.     

主要粮食作物基于SPAD的氮素营养诊断方法研究进展

基于叶绿素计测定的SPAD值与植物叶片叶绿素和氮浓度的关系,详细综述了用叶绿素计在玉米、小麦、水稻以及其他作物上进行氮素营养诊断的研究进展.第一,"相对SPAD值"、"氮饱和指数"或"归一化SPAD"等指标能够消除或减小品种、生育期及区域年际间的误差;第二,不同生育期应选择理想指示叶作为诊断目标;第三,不同叶位间的SP...     

Assessing Variations in SPAD‐502 Chlorophyll Meter Measurements and Their Relationships with Nutrient Content of Trembling Aspen Foliage

Abstract

The relative chlorophyll content in leaves estimated by the SPAD‐502 chlorophyll meter can be an efficient way to evaluate plant nitrogen (N) status in many crops and some tree species. In this study, the SPAD meter was used to look for relationships between relative leaf chlorophyll content and leaf nutrient concentration in trembling aspen. The variations in leaf chlorophyll measurements were also evaluated by using three sampling times and three measurement techniques. Hypothetical experimental designs were created to achieve better design efficiency. The best representation of overall leaf chlorophyll was found when six SPAD readings were taken at different locations on each leaf. There was a positive correlation between overall leaf N and estimated chlorophyll content, especially in the top part of the trees. Overall, this study suggested that the SPAD meter can give an estimation of trembling aspen nutritional status, especially if the differential partitioning of N within trees is considered.     

基于模糊综合评判的可视化叶色模型数据标准化

为提高可视化过程中叶色模型数据的准确性,该文以玉米叶片叶色数据为对象,利用模糊综合评判法建立了叶绿素含量准确性评价体系,并对不同叶色数据进行了转换和验证,结果表明：采用模糊综合评价指标所测SPAD值转换后的叶绿素含量与RGB值转换后的叶绿素含量绝对误差小于0.111?mg/g;叶色模型数据准确程度偏向于2级,即比较准确;所建立的叶绿素含量准确性评价体系能有效规范叶色模型的数据采集,具有可行性。     

甜瓜主茎叶不同叶位SPAD值空间分布与氮素营养诊断

在设施栽培条件下,研究甜瓜关键生育期不同叶位SPAD值的变异特征及与叶片、植株氮素含量的相关性,探索提出基于SPAD仪诊断氮素营养最佳的测定叶位。结果表明,在各施氮水平下,不同叶位间叶片SPAD值存在一定差异,各叶位叶片SPAD值随施氮量的增加而增加。在适宜施氮(N 210 kg/hm~2)水平下,各生育期顶3叶和顶4叶SPAD值变异系数显著低于顶1叶和顶2叶,不同叶位叶片SPAD值与叶片、植株含氮量有较好的相关性,其中顶3叶与叶片、植株含氮量相关性最高。因此,用叶绿素SPAD仪诊断甜瓜氮素营养,顶3叶为较理想的指示叶或参照叶。