新温185号核桃果实不同生育时期叶片光谱特征及其对氮磷钾的敏感性

[目的]分析果实不同生育时期叶片光谱反射率对氮(N)、磷(P)、钾(K)的响应,探寻采用叶片光谱指数监测和诊断N、P、K的敏感期,为新温185号核桃树体简便快捷的非破坏性营养监测与诊断提供最佳时间窗.[方法]基于“3414”肥料效应田间试验,利用Unispec-SC光谱仪测定新温185号核桃在不同N、P、K施肥水平下果实速生生长期、硬核期、脂化期、成熟期叶片光谱反射率.[结果]新温185号核桃果实不同生育时期叶片光谱反射率依赖于波长,在360～1 100 nm波长范围内受大气吸收干扰和仪器噪声影响很小;果实不同生育时期叶片光谱反射率对N、P、K肥的响应有所差异;在不同N、P、K施肥水平下,新温185号核桃果实速生生长期叶片光谱指数(ND70)与硬核期、脂化期、成熟期之间均存在极显著差异(P＜0.01).[结论]果实速生生长期是新温185号核桃树体N、P、K营养元素光谱监测与诊断的敏感时期.     

不同氮处理春玉米叶片光谱反射率与叶片全氮和叶绿素含量的相关研究

 采用盆栽试验研究了不同氮营养水平下的春玉米叶片叶绿素和全氮含量与叶片光谱反射率的相关性。结果表明，拔节期和喇叭口期是玉米氮素光谱营养诊断的敏感时期；利用绿峰处叶片最大光谱反射率反演玉米叶片氮素含量和叶绿素含量的精度为：喇叭口期＞拔节期＞开花吐丝期；不同生育时期诊断玉米叶片氮素含量和叶绿素含量时所采用的光谱波段也不同，拔节期和喇叭口期采用可见光波段的光谱反射率可靠性较高，而开花吐丝期采用近红外波段的光谱反射率可靠性较高；两波段组合光谱变量对叶片叶绿素和全氮含量的判别精度高于单一波段的判别精度。     

无公害胡萝卜施肥技术

胡萝卜属伞形花科二年生草本植物，以肉质根供食用。其生长发育包括营养生长和生殖生长两个时期。第一年为营养生长期，形成肥大的肉质根，胡萝卜的营养生长期为90-120天。营养期又分为发芽期、幼苗期、叶部旺盛生长期和肉质根膨大期。     

基于高光谱的梭梭幼苗生境土壤氮素含量估算模型研究

【目的】研究荒漠区梭梭幼苗植株冠层光谱特征,建立基于高光谱的幼苗生境土壤氮素含量最佳估测模型,为荒漠区植物与土壤养分状况的实时监测与精确诊断提供重要依据。【方法】以古尔班通古特沙漠梭梭幼苗及其生境土壤为研究对象,采用便携式光谱仪测定幼苗植株冠层光谱反射率,结合室内分析的幼苗生境土壤氮素含量,利用统计学方法分析幼苗植株冠层光谱与生境土壤氮素含量之间的关系。【结果】生长期内幼苗植株冠层光谱反射率一阶微分与土壤氮素含量在403～485、509～538、677～806、1 489～1 616 nm波段范围内呈显著正相关,其中在428、516、751、801、1 534 nm处呈极显著正相关,以751 nm处的相关系数最大,为最强敏感波长。【结论】基于植株冠层光谱反射率一阶微分敏感波段建立的反演模型Y=133.186X_(751)+8.803,其决定系数最大,相对误差最小,拟合效果最优,预测精度较高,可作为荒漠区梭梭幼苗生境土壤氮素含量的最优估算模型。     

轮台白杏果实不同生育期叶片光谱特性及对氮磷钾的敏感性

[目的]通过分析果实不同生育期叶片光谱反射率对N、P、K的响应,探寻采用叶片光谱指数诊断N、P、K的敏感期,为轮台白杏简便快捷的非破坏性营养诊断提供最佳时间窗.[方法]基于“3414”肥料效应田间试验,利用Unispec - SC光谱仪测定轮台白杏在不同N、P、K施肥水平下果实膨大期、着色期、成熟期、收后期叶片光谱反射率.[结果]轮台白杏果实不同生育期叶片光谱反射率变异依赖于波长,变异最小的波段位于可见光范围,且光谱反射率呈现膨大期＞成熟期＞收后期＞着色期.在不同N、P、K施肥水平下,轮台白杏果实不同生育期叶片光谱指数(ND705)之间均存在显著差异(P＜0.05)或极显著差异(P＜0.01).[结论]果实着色期是轮台白杏N素叶片光谱营养诊断的敏感期,果实膨大期是P、K素叶片光谱营养诊断的敏感期.     

甜红1号胡萝卜的生长动态分析

对甜红1号胡萝卜秋播过程中的生长发育动态进行了研究,结果表明:营养生长期分为叶片迅速增加期、叶片生长盛期和肉质根生长盛期;随着肉质根的发育其形状是先伸长后加粗,在末期才形成了本品种特有的商品形状;肉质根膨大过程中,地上部最大叶面积与肉质根单根质量呈指数函数相关关系;干物质的分配有个临界期,临界期之前生长中心是地上部,之后则是地下部;在肉质根膨大期间,光合产物的积累最多。     

干旱区芜菁种质资源营养品质特性评价

【目的】研究新疆芜菁的种质资源特性,为芜菁育种提供科学的理论依据。【方法】引进不同来源芜菁,以不同品种芜菁作为试验材料,对总酚、黄酮、可溶性糖、蛋白质、可溶性固形物、抗坏血酸、淀粉、可滴定酸含量进行测定与比较。【结果】相同芜菁品种在不同地点表现出营养品质不同,柯坪县的芜菁品质要优于疏勒县的芜菁品质。总酚含量与可溶性糖含量、可溶性固形物含量均呈显著正相关,黄酮含量与可溶性糖含量呈显著正相关,蛋白质含量与抗坏血酸含量呈显著正相关,可溶性固形物含量与淀粉含量呈极显著正相关。【结论】结合生物学性状与果实营养品质特性,筛选出符合新疆南疆种植的品种为,新星圆蔓菁,金秋芜菁,柯坪-绿-圆锥,天地禾芜菁,柯坪-绿-扁圆,柯坪-紫-圆锥,日本小芜菁,可以进行示范并大面积推广。     

不同氮营养水平与夏玉米光谱特性关系初报

【目的】揭示关中地区夏玉米叶面光谱特性与施氮量间的相关性,探索不同施氮水平下夏玉米叶片含氮量与叶绿素等生化指标及其光谱反射率特征。【方法】在田间设置不同施氮水平(纯氮施用量分为0,120和240kg/hm2)的试验小区,分别于喇叭期、抽穗期、吐丝期和乳熟期,采用FieldSpec光谱仪于室内标准光源下测定夏玉米叶片的光谱反射率,采用H2SO4-H2O2消煮,连续流动注射分析仪测定叶片氮含量,采用叶绿素仪测定穗位叶片的叶绿素含量,并对所得数据进行相关性分析。【结果】夏玉米叶片含氮量与叶绿素含量之间呈显著相关性,作物施氮水平对叶片的叶绿素含量及含氮量有直接影响;不同施氮水平下夏玉米叶面的反射波谱曲线趋势大致相同,均明显在绿波段(550 nm左右)有1个反射峰,在近红外波段(760~1 070 nm)有1个较高的反射率平台,在近红外波段(760~1 070 nm)处的反射率随氮肥用量的增加而提高,在可见光波段(400~760 nm)处的反射率则正好相反;在可见光波段,不同生长期玉米的叶面光谱反射率表现为乳熟期>抽雄期>喇叭口期>吐丝期,而在近红外波段其光谱反射率表现为乳熟期>喇叭口期>抽雄期>吐丝期;在可见光(400~760 nm)波段处,夏玉米不同生育期叶片的反射率与叶片含氮量及叶绿素含量呈负相关,而在近红外(760~1070 nm)波段处,除抽雄期外,其余生育期叶片的反射率与叶片含氮量及叶绿素含量均呈正相关,且相关性较为显著;高光谱遥感监测显示,关中地区夏玉米氮素营养水平的敏感时期分别是喇叭口期、吐丝期及乳熟期,敏感波段为可见光波段的500~720 nm和近红外区的760~1 070 nm。【结论】夏玉米的氮营养水平与叶面光谱反射率存在显著的相关性,利用高光谱遥感数据监测关中地区夏玉米的营养状况是可行的。     

有机萝卜栽培技术

萝卜是半耐寒性蔬菜，生长适宜温度在20℃左右，气温高于25℃时植株生长衰弱，6℃以下时生长缓慢。种子在2—3℃温度条件下就可发芽，但适宜温度为20～25℃。幼苗生长适温15—20℃，肉质根膨大适温18～20℃，肉质根膨大盛期所需昼夜温差为7～12℃，肉质根受冻温度2—一1℃。萝卜属中等光照强度的蔬菜，在叶片生长盛期和肉质根生长盛期，充足的光照有利于光合作用的进行。其生长期需水较多，但不同生育阶段有异，     

新温185号核桃叶片光谱特征及其对施肥的响应

【目的】通过肥料效应田间试验,了解不同氮(N)、磷(P)、钾(K)施肥水平下新温185号核桃叶片光谱反射率的变化特征,并检验其光谱指数是否存在差异性,以期为探索采用光谱技术监测其树体营养的可能性提供科学依据。【方法】基于"3414"肥料效应田问试验,使用单通道高光谱非成像光谱辐射仪(UniSpeeSC)测定新温185号核桃叶片在不同N、P、K施肥水平下的光谱反射率。【结果】新温185号核桃叶片光谱反射率依赖于波长,在510和680 nm附近出现吸收谷,在550 nm附近出现反射峰,在710⁷80 nm波段出现了一个陡峭的爬升脊,在810780 nm波段出现了一个陡峭的爬升脊,在810¹000 am波段出现了一个较高的反射平台。不同N、P、K施肥水平下,新温185号核桃叶片的光谱反射率依波长变化发生了一定程度的改变,并且叶片光谱指数ND_(705)存在显著差异(P<0.05)。【结论】存在利用叶片光谱反射率监测新温185号核桃树体营养的可能性,可尝试采用光谱技术监测其树体N、P、K营养的进一步研究。     

基于改进光谱角算法的小麦产量监测研究

[目的]基于小麦生长发育关键时期的近地面高光谱数据和收获实测产量数据,利用改进的光谱角算法进行冬小麦产量估测.[方法]选择2个小麦品种,设置4个氮素水平处理,根据氮素营养对小麦冠层可见光和近红外光谱影响较大的特点,构建监测小麦冠层氮素营养的光谱角算法.[结果]氮素营养对小麦产量差具有比产量更明显的差别,不同小麦品种在不同生育时期和氮素水平下光谱角变化有明显的差异,小麦生育前期的光谱角变化较小,生育后期光谱角增加,末期光谱角降低,不同氮素水平之间表现出NO-2>N0-3>NO-1.光谱角与小麦产量呈明显的二次线性关系,拟和方程决定系数为0.7844,达到极显著水平.[结论]利用光谱角进行小麦产量监测是可行的.     

轮台白杏叶片氮磷钾含量光谱估算模型

[目的]通过分析不同氮(N)、磷(P)、钾(K)施肥水平下轮台白杏果实不同生长发育阶段叶片氮、磷、钾含量与其光谱反射率的相关性,探寻用于轮台白杏叶片N、P、K含量估算的光谱敏感波段和模型,旨在为开发高效、适时、非破坏性的轮台白杏树体营养诊断技术提供方法.[方法]基于“3414”肥料效应田间试验,采用相关分析和回归分析.[结果]在轮台白杏果实膨大期、硬核期、着色期、成熟期,其叶片N素的光谱敏感波段分别为564～664、499 ～ 574和735～1 067、310 ～1 031、310 ～419和518 ～606 nm,P素的光谱敏感波段分别为424 ～ 656、519 ～652、511 ～617、512～ 610 nm,K素的光谱敏感波段分别为425～701和721～1 113、475～733、500 ～721、539 ～673和719～1 058 nm.轮台白杏果实不同生长发育阶段叶片N、P、K含量与其光谱反射率或其衍生变量存在幂函数或指数函数关系.[结论]轮台白杏果实不同生长发育阶段叶片N、P、K素存在不同的光谱敏感波段,可根据光谱敏感波段的光谱反射率或其衍生变量利用幂函数或指数函数建立果实不同生长发育阶段叶片N、P、K含量光谱估算模型.     

小麦氮素积累动态的高光谱监测

 【目的】研究小麦地上部氮积累量与冠层高光谱参数的定量关系,分析多种高光谱参数估算地上部氮积累量的效果。【方法】连续3年采用不同蛋白质含量的小麦品种在不同施氮水平下进行大田试验,于小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株不同器官生物量和氮含量。【结果】植株氮积累量随着施氮水平的提高而增加,不同地力水平间存在明显差异。植株氮积累量的光谱敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,而地上部氮积累量与冠层光谱的相关性明显降低。对植株氮积累量的光谱估算,在不同品种、氮素水平、生育时期和年度间可以使用统一的光谱模型。在籽粒灌浆期间植株氮积累量自开花期随时间进程的积分累积值与对应时期籽粒氮素积累状况存在显著的定量关系,根据特征光谱参数植株氮素营养籽粒氮积累量这一技术路径,以植株氮积累量为交接点将模型链接,建立高光谱参数与籽粒氮积累量间定量方程。将植株氮积累量与籽粒氮积累量相加,确立了基于高光谱参数的籽粒灌浆期间地上部氮积累量监测模型。经不同年际独立资料的检验表明,利用光谱参数SDr/SDb、VOG2、VOG3、RVI（810,560）、[（R750-800）/（R695-740）]-1和Dr/Db建立模型可以实时监测小麦地上部氮素积累动态变化,预测精度R2分别为0.774、0.791、0.803、0.803、0.802和0.778,相对误差RE分别为16.7%、15.5%、15.6%、18.5%、15.5%和17.3%。【结论】利用关键特征光谱参数可以有效地评价小麦地上部氮素积累状况,其中尤以植被指数VOG2、VOG3和[（R750-800）/（R695-740）]-1的效果更好。     

不同生态条件对小米黄色素含量的影响

目的 谷子籽粒脱壳后为小米,小米黄色素含量是反映小米商品性的重要指标,对于小米的商品品质和营养品质都有重要的影响。解析不同生态条件下小米黄色素含量变化规律,为优质特色谷子品种选育及生产利用提供科学依据。 方法 选用华北夏谷区选育的8个优质、特色谷子新品种,于2016—2017在不同生态条件下的5个试点种植,成熟收获后,测定小米的黄色素含量,采用多因素方差分析差异显著性,并对黄色素含量和生育期气温、降水量、日照时数等因素进行相关性分析。 结果 年份、品种、地点×年份、品种×年份、地点×品种×年份对黄色素含量影响极显著（P<0.01）,地点、地点×品种对黄色素含量影响显著（P<0.05）;其中,品种、地点、品种×地点互作对黄色素含量变异贡献率较大,分别为57.12%、27.57%和6.12%。黄色素平均含量2017年显著高于2016年。济南、德州、济宁试点小米黄色素含量2年的结果均显著高于泰安和临沂黄色素含量。5个试点8个谷子品种2年的黄色素平均含量为23.42 mg·kg ^-1,变幅为18.56—26.14 mg·kg ^-1,中谷2号最高,济绿谷1号最低;中谷2号、济糯谷2号、济谷21、济谷19黄色素含量差异不显著,但显著高于豫谷18、济谷22、济谷20、济绿谷1号的黄色素含量。黄色素含量和6月苗期气温、9月灌浆中后期平均气温、生育期平均气温极显著正相关（r=0.908,P<0.01;r=0.798,P<0.01;r=0.808,P<0.01）;和9月灌浆中后期的日照时数、生育期日照总时数极显著正相关（r=0.771,P<0.01;r=0.769,P<0.01）。 结论 不同年份、地点、品种及因素互作对谷子黄色素含量有显著影响,其中,品种因素影响最大;谷子生育期平均气温、降雨量、光照时数等天气因素的变化及时空分布的差异是小米黄色素含量变化的重要原因;谷子灌浆中后期平均气温较高、光照充足有利于黄色素的积累。品种基因型是决定小米黄色素含量的最重要因素。     

增温水滴灌对棉花生物量、养分吸收及产量的影响

[目的]研究田间增温水灌溉下滴灌温度对棉花生长及产量的影响.[方法]设置增温水灌溉(ZW)和井水灌溉试验(CK),测定棉花生长、干物质积累与分配、养分吸收、产量指标,分析增温水灌溉对棉花生长的影响.[结果]增温处理各生育时期株高明显增加,茎粗略有增加,叶面积在蕾期和初花期时显著增加,除盛铃期外,其余时期比叶重也有所增加...     

基于叶片反射光谱估测水稻氮营养指数

【目的】基于叶片反射光谱建立快速、无损监测水稻氮营养指数（nitrogen nutrition index,NNI）的估算模型。【方法】2018—2019年开展2个水稻品种（徽两优898和Y两优900）及5个氮肥梯度（施氮量为0、75、150、225和300 kg·hm^-2,分别记为N₀、N₁、N₂、N₃、N₄）的田间小区试验,测定关键生育期不同叶位叶片反射光谱和植株NNI,构建多种光谱指数的水稻NNI监测模型。【结果】单叶及叶位组合的敏感波段均分布在540 nm的绿光波长处,其与近红外波段构成的窄波段比值指数SR（R₉₀₀,R₅₄₀）可较好反演水稻NNI。但不同叶位叶片窄波段比值指数与水稻NNI的预测精度表现不同,顶3叶（L₃）预测精度最好（R²=0.731,RMSE =0.130,RE=11.6%）,顶2叶（L₂）次之（R²=0.707,RMSE =0.136,RE =12.2%）,顶1叶（L₁）最差（R²=0.443,RMSE =0.187,RE =14.7%）;顶2叶和顶3叶组合平均光谱（L₂₃）的预测精度优于单叶水平和其他叶位组合（R²=0.740,RMSE =0.128,RE =11.5%）。再将窄波段比值指数SR（R₉₀₀,R₅₄₀）近红外与绿光区域分别重采样50 nm和10 nm,所构建的宽波段比值指数SR[AR_{（900±50）},AR_{（540±10）}]模型精度较SR（R₉₀₀,R₅₄₀）未明显降低,且在L₂₃水平下2个模型的模型精度和预测精度基本一致（R²=0.740,RMSE =0.128,RE =11.5%）。水稻NNI小于1时与产量呈线性的正相关关系（P<0.05）,大于1时产量趋于平稳。【结论】L₂和L₃叶片反射光谱为监测水稻NNI的敏感叶位,其中叶位组合L₂₃可提高模型预测精度。基于叶片反射光谱构建的多种波段比值指数（SR（R₉₀₀,R₅₄₀）和SR[AR_{（900±50）},AR_{（540±10）}]）可快速估测水稻NNI,从而为不同传感器对水稻氮营养指数估测监测研究提供了理论依据。     

基于高光谱的水稻叶片含水量监测研究

【目的】建立快速、无损诊断水稻叶片含水量的估测模型,为水稻水分精确管理提供依据。【方法】基于2年不同土壤水分处理和水稻品种的池栽试验,于水稻主要生育时期同步测定顶部4张叶片的光谱反射率和含水量,系统分析350-2 500 nm波段范围内任意两波段组合而成的比值（RSI）、归一化差值（NDSI）及差值（DSI）光谱指数,并分析其与叶片含水量的量化关系。【结果】不同土壤水分处理和叶位间,叶片反射光谱具有显著的时空变化特征,叶片含水量的敏感光谱波段主要位于近红外及短波红外区域;RSI （R1402, R2272）及NDSI （R1402, R2272）光谱指数与叶片含水量呈现良好的线性相关,线性拟合R2均达到0.80。基于独立试验资料对所建模型进行测试检验也显示,预测值和观察值的拟合R2也均达到0.86。【结论】RSI（R1402, R2272）、NDSI（R1402, R2272）均可用于水稻叶片含水量的定量监测。     

Canopy Equivalent Water Thickness Estimation of Cotton Based on Hyperspectral Index

【Objective】 The objective of the experiments is to develop a key method for fast and nondestructive monitoring canopy equivalent water thickness (CEWT) in cotton (Lumian 54) and to further improve the estimation accuracy of CEWT in cotton monitored by remote sensing technology. 【Method】 Through setting irrigation gradient treatment in different growth period, canopy spectral reflectance and canopy equivalent water thickness and other information were measured simultaneously. Firstly, we comprehensively analyzed the correlation between CEWT and various spectral parameters, including original spectral reflectance, first derivative spectral reflectance, all-band combined spectral index and existing spectral index. Then, we determined the optimal spectral indices of bud stage, flowering and bolls stage, and full growth period. Finally, we constructed a hyperspectral monitoring model of cotton CEWT by linear regression. 【Result】 The canopy equivalent water thickness and the original spectral reflectance show continuous sensitive bands in the near infrared band (NIR) of 780-1130 nm and the short wave infrared band (SWIR) of 1 450-1 830 nm and 1 950-2 450 nm, the sensitivity of the first derivative spectrum to CEWT was enhanced in NIR band than that of the original spectrum, but was weaker in SWIR band than that of the original spectrum. The correlation between the spectral index constructed by the original spectral reflectance and CEWT is stronger than that of the first derivative spectrum, and the ratio spectral index (RSI) is more suitable for the monitoring of CEWT than the normalized difference spectral index (NDSI). During the whole growth period, the inversion accuracy of CEWT by (R₁₁₃₅-5R₁₄₉₄)/R₂₀₀₃ was the best (R ²=0.7878, RRMSE=0.1803). In the bud stage, RSI_b(1130,1996) has the best estimation effect on CEWT (R ²=0.7258, RRMSE=0.1444). RSI_a (904,1952) was the optimal spectral index (R ²=0.7853, RRMSE=0.2454) for estimating CEWT at the flowering and bolls stage.【Conclusion】The new hyperspectral indexes proposed in this study in different growth stages can be used for quantitative monitoring of canopy equivalent water thickness in cotton. The results of this study can provide reference for the application of hyperspectral technology in monitoring water content of cotton canopy, and provide technical basis for precision irrigation of cotton.     

不同灌溉定额对膜下滴灌水稻耗水特征及水分生产效率的影响

【目的】研究膜下滴灌水稻不同水分处理对耗水特征和水分生产效率的影响。【方法】2017年设置5个灌溉定额,对比分析不同水分处理下水稻产量、各生育期耗水量。【结果】W₅处理(灌溉定额910.00 mm)的水稻产量比其他处理分别增加21.95%~458.43%。膜下滴灌水稻全生育期5个水分处理的耗水强度分别为3.75~7.14 mm/d。随着灌水量减少叶面积衰减指数逐渐增大,叶片表现出早衰特征,株高受到灌水量抑制。W₅处理与其他处理水分生产率相比分别提高7.61%~193.06%。生育阶段耗水强度变化规律为拔节孕穗期＞抽穗扬花期＞灌浆期＞分蘖期＞成熟期＞苗期。【结论】水稻全生育期适宜灌溉定额910.00 mm,在拔节孕穗期、分蘖期2个关键需水期,满足水稻水分需求。