冬小麦特征光谱对其全氮和硝态氮的响应

通过田间试验,测定了不同施氮水平下冬小麦冠层在6个典型生育期地上部分全氮和硝态氮含量以及冠层光谱,系统分析了单波段反射率、可见光和近红外波段组合而成的归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)等8种常见植被指数与相应时期地上部分全氮和硝态氮含量的相关性。结果表明,施氮量增加,全氮、硝态氮含量、冠层近红外波段反射率都随之增加,但当施氮量增加到300 kg/hm2(一次性施入)时,上述各项指标均降低;整个生长期中孕穗期在近红外区域反射率最高,与可见光波段反射率相差最大;6个生育期单波段510~1 100 nm反射率、NDVI、RVI等8种植被指数与全氮和硝态氮含量呈显著或极显著相关,植被指数的相关性较单波段高,且与全氮的相关性明显大于与硝态氮的相关性。选择NDVI(560 nm,760 nm)和NDVI(660 nm,760 nm)可以准确拟合冬小麦地上部分全氮和硝态氮含量,对前者的拟合度0.80,对后者的拟合度0.53。     

典型龟裂碱土光谱特征分析及碱化程度预测

以宁夏银北地区典型龟裂碱土为研究对象,表层土壤光谱反射率选择平滑、倒数等7种数据处理方式,采用全回归、逐步回归和偏最小二乘三种回归方法,分析龟裂碱土光谱特征,筛选对土壤pH值和ESP的敏感波段,建立龟裂碱土碱化信息的预测模型。结果表明：龟裂碱土的光谱反射曲线属于缓斜型;土壤表层反射率与土壤pH值和ESP在研究波段内均呈极显著正相关关系;反射率倒数对数的一阶微分和反射率的一阶微分在特征波段范围表现较好;反射率与土壤pH值的相关性优于与土壤ESP的相关性。从拟合度和选用敏感波段的多少整体考虑,采用偏最小二乘回归来拟合土壤pH值和ESP的方程最佳,拟合度分别达到0.93和0.8367。     

干旱区玉米抽雄期叶绿素含量高光谱最佳模型选择

采用相关性、线性和非线性分析法,探讨了玉米抽雄期叶片叶绿素含量与多种高光谱参数之间的关系,并建立了叶绿素含量的定量监测模型。结果表明:(1)原始光谱反射率与叶绿素含量在713 nm处具有最大相关系数r=0.86,光谱反射率一阶微分在760 nm处与叶绿素含量具有最大相关性r=0.84。同时,最大一阶微分分别对应的波长(λr,λb,λy)、绿峰反射率(Rg)和其对应的波长λg、红边内最大一阶微分总和(SDr)、比值植被指数(SDr/SDb,SDr/SDy,(Rg-Ro)/(Rg+Ro))以及归一化植被指数(SDr-SDb)/(SDr+SDb)等10种参数分别与叶绿素含量的相关性达到极显著相关。(2)采用相关性达到极其显著的12种光谱参数进行建模,其中原始光谱、绿色反射峰以及光谱反射率一阶微分、基于红边面积与蓝边面积的比值植被指数和归一化植被指数所建立的10个模型R2都不小于0.72,前两者所建立的指数模型优于线性模型,而后三者所建立的线性模型则优于指数模型。(3)所选取的五个方程中,在760 nm处的光谱反射率一阶微分值所构建的线性模型:y叶绿素=6912x760nm+44.878因其具有最大决定系数和最小的RMSE,并且其模型表达式相对简单,因此是玉米抽雄期叶绿素含量的最佳预测模型,从模型决定系数R2来看,它比其他模型至少提高了11.4%。     

基于高光谱的渭北旱塬区棉花冠层叶面积指数估算

以棉花冠层高光谱反射率与冠层叶片叶面积指数(LAI)为数据源,在分析LAI与原始高光谱反射率、一阶微分光谱反射率、光谱提取变量和植被指数相关性的基础上,采用一元线性与多元回归的方法构建了棉花LAI高光谱估算模型,并进行精度估算。结果显示,在可见光范围内随着生育期的推进及施氮量的增加冠层光谱反射率逐渐降低,在近红外范围内从苗期到花铃期随着施氮量增加反射率逐渐增加,花铃期到吐絮期反射率明显降低;各生育期冠层光谱的提取变量与LAI的相关性不强,全生育期各种光谱提取量及植被指数与LAI的相关性高于不同生育期;棉花冠层叶片LAI在反射光谱1 461 nm处相关系数达到最大值(r=-0.726);对于一阶微分光谱,LAI的敏感波段发生在742 nm处,r=0.744;以敏感波段742 nm一阶微分光谱反射率建立的逐步回归估算模型精度最高,RMSE=0.94,RE=26.27%,r=0.78。说明以全生育期为基础,采用一阶微分光谱敏感波段,并根据实际条件选择有效的估测模型,可以进行棉花LAI的预测。     

甘蓝型油菜对干旱和低磷双重胁迫的生理反应Ⅱ：叶片叶绿素含量及叶绿素荧光参数

通过对叶绿素含量及叶绿素荧光参数的测定和分析,研究了干旱和低磷胁迫对油菜不同生育期叶片叶绿素荧光特性的影响.结果表明:与对照相比,油菜在蕾苔期和花期受到干旱和低磷胁迫后,叶绿素含量、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大的光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际的光化学量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)、表观光合电子传递速率(ETR)显著降低,初始荧光(Fo)、非光化学淬灭系数(NPQ)则显著上升,但在苗期却没有显著的变化.表明油菜在蕾苔期和花期遭受到干旱和低磷胁迫后,油菜叶片PSⅡ反应中心受到损伤,光合电子传递过程受到抑制;这些参数在蕾苔期由低磷胁迫引起的变化幅度明显大干由干旱胁迫引起的变化幅度,在花期则相反.蕾苔期是低磷胁迫对油菜造成光抑制影响最大的时期,而花期则是干旱胁迫对油菜造成光抑制影响最大的时期.     

基于无人机多光谱遥感估算西北半湿润区葡萄基础作物系数研究

为提高西北半湿润区葡萄园蒸散量的估算精度，以波文比系统实测蒸散量ET_c为基础，基于彭曼公式法计算参考作物蒸散量ET_o,得到葡萄作物系数K_c后，采用FAO-56双作物系数法计算土壤蒸发系数K_e与水分胁迫系数K_s,获得基础作物系数K_cb;同时利用无人机多光谱遥感影像获取葡萄光谱数据，提取多个波段反射率计算4种植被指数(归一化植被指数NDVI、土壤调节植被指数SAVI、比值植被指数RVI、差值植被指数DVI),建立葡萄K_cb与植被指数的关系模型(一元线性回归、多项式回归、多元线性回归),从而计算葡萄园实际蒸散量用以验证无人机多光谱遥感估算葡萄K_cb的精度。结果表明：(1)相同建模方法下，植被指数与K_cb的模型拟合精度受到其种类与葡萄生长时期的影响。在生育前期，利用一元线性回归建模得到的K_cb-VI_s模型拟合精度表现为NDVI>RVI>SAVI...     

地面高光谱和低空遥感监测小麦白粉病初探

利用手持式高光谱仪和基于数字技术的低空遥感系统，对不同严重度小麦白粉病冠层光谱反射率进行了测定，同时调查病情指数，分析不同时期地面平台光谱反射率与病情指数及低空遥感平台反射率与病情指数（disease index，DI）、归一化植被指数（normalized difference vegetable index，NDVI）相关性。结果表明，地面光谱测量冠层光谱反射率和低空遥感数字图像反射率与小麦白粉病病情指数在灌浆期有显著的相关关系，就地面测量结果而言，近红外波段的相关性高于绿光波段，相关系数分别为0．79和0．54；低空遥感数字图像红、绿、蓝三波段中，相关性依次降低，相关系数分别为0．79、0．75和0．62；而且低空遥感图像与归一化植被指数也存在较好的相关关系，蓝、红、绿波段，相关系数依次为0．70、0．68和0．54。这表明利用遥感非破坏性监测小麦白粉痛有着良好的应用前景，对于小麦白粉病发生面积监测有重要意义。     

炭疽病胁迫下的茶树叶片高光谱特征分析

试验以茶树不同炭疽病受害程度的叶片及健康叶片为材料, 室内测定其光谱反射率。结果表明, 炭疽病危害后, 茶树叶片的光谱值随发病程度的增加表现出有规律的变化, 740～1 000 nm波段的光谱反射率随病情加重呈现下降趋势; 而1 370～2 500 nm波段却表现出相反趋势。在742～974 nm和1 374～2 500 nm, 炭疽病受害程度与光谱反射率呈极显著相关。对光谱一阶微分特征分析表明, 在680～780 nm范围内处理间变幅最大, 有2个波段的一阶微分值与受害程度表现出极显著相关性, 分别为715～763 nm和776～778 nm波段。建立的炭疽病严重度诊断模型, 均达到极显著水平, 其中利用植被指数(Rg - Rr)/( Rg+ Rr)建立的模型精确度最高。     

基于高光谱的水浇地与旱地春小麦拔节期叶绿素含量估测模型对比研究

测定拔节期水浇地与旱地春小麦冠层光谱、叶绿素含量、覆盖度、苗高和叶宽,采用回归分析方法建立春小麦叶绿素含量高光谱估测模型,并对模型精度进行检验。结果表明：阳坡和双面坡地春小麦拔节期叶绿素含量与原始光谱反射率在可见光和近红外波段均呈正相关,水浇地和阴坡地在723 nm以前相关系数为负,723 nm以后为正。各地类春小麦叶绿素含量与各高光谱变量的相关性均较好,均达到了极显著水平（P＜0．01）。无论在可见光还是近红外波段,水浇地春小麦叶绿素含量均与倒数之对数 lg（1/R）的相关性最好,相关系数最大值可达0．98;阴坡地则与一阶微分的相关性最好,最大为0．94;而与阳坡和双面坡地相关性最好的高光谱指数为归一化植被指数。在各个波段,倒数之对数模型lg（1/R）、一阶微分模型（p′）和归一化植被指数模型（N）分别是估测水浇地、阴坡地、阳坡和双面坡地春小麦叶绿素含量的最佳模型。虽然各模型 R2均超过0．90,精确度均大于0．91,但阴坡地、阳坡和双面坡地的模型精确度和准确度略低于水浇地。以上模型的建立可为今后估测水浇地与旱地春小麦的健康状况提供参考。     

基于垂直植被指数的东北黑土区玉米LAI反演模型研究

本文旨在探讨以不同波段组合垂直植被指数所建立的高光谱模型对玉米叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)的反演精度。在不同水肥耦合作用条件下,实测玉米冠层的高光谱反射率与叶面积指数数据以及裸土的高光谱反射率数据,在高光谱红光波段(631~760 nm)与近红外波段(760~1050 nm)逐波段构建土壤线,并在此基础上构建垂直植被指数(Perpendicolar Vegetation Index,PVI),找出与LAI具有最佳相关性波段组合PVI,建立玉米LAI估算模型。结果显示,采样波段间隔越窄,反演精度越高,在采样波段间隔1.4 nm的PVI(R677,R918)反演2004年的玉米LAI模型中,最佳回归方程是指数函数,精度达91.1%,标准差为0.1997,RMSE=0.0399,通过了0.01极显著验证。采用高光谱数据构建的PVI植被指数对玉米LAI的估算可以取得较高的精度。     

白粉菌侵染后田间小麦叶绿素含量与冠层光谱反射率的关系

 本文对白粉菌侵染后田间小麦叶片叶绿素含量与光谱反射率的关系进行了研究。用不同浓度的药液控制田间病害的发生梯度,于灌浆期对不同严重度小麦冠层的光谱反射率进行了测量,同时测定小麦叶绿素含量并调查病情指数,分析叶绿素含量与病情指数、冠层光谱反射率的关系。结果表明,药剂对叶绿素含量无显著影响;受白粉病危害后,小麦叶片叶绿素含量明显降低,抗性不同的品种之间下降速度存在差异,与病情指数之间也有极显著的相关性。绿光波段与叶绿素含量之间的相关性达到了显著水平;基于多波段建立的模型要优于单波段,可以利用绿光、红光波段的反射率估计叶绿素含量。红边参数与叶绿素含量之间也有较好的相关性,其中以红边面积的相关系数最大。     

干旱胁迫对豌豆根系形态及产量的影响

采用盆栽方法,研究了55%的土壤相对含水量在分枝期、孕蕾期、花荚期进行15 d历时的干旱胁迫对豌豆干物质累积、根系生长及产量的影响。结果表明,与全生育期正常供水(75%)相比,三种干旱胁迫处理均降低了豌豆的干物质累积量,胁迫时期越早,复水对豌豆地上部干物质累积的补偿效果越好,分枝期干旱胁迫在成熟期达到了等量补偿;干旱胁迫均显著抑制了根系的生长,分枝期干旱胁迫对根系生长的抑制具有滞后效应,胁迫结束时与对照间差异不显著,在花荚盛期显著低于对照,孕蕾期干旱胁迫根系的复水补偿生长作用较好,各根系形态指标在成熟期均达到了超越补偿;三种胁迫方式均抑制了根瘤的形成及其生长,且复水后均产生了不足补偿,胁迫时期越早,补偿效果越差;花荚初期干旱胁迫对豌豆产量的抑制作用最大,比对照低20.41%,其次为孕蕾期,比对照低6.63%,分枝期干旱胁迫不影响子粒产量。     

油菜花期潜叶蝇的发生与农业景观的关系

不同农业景观能够影响生态系统生物控害与授粉的服务与功能,但同时也可能影响害虫的种群密度。为了探明江西赣北地区不同农业景观背景下油菜潜叶蝇种群动态,应用广义线性模型分析了农业景观构成因子与油菜潜叶蝇种群数量的关系。结果表明:油菜初花期、盛花期和终花前期,不同样地之间油菜潜叶蝇种群发生趋势相似,在油菜盛花期潜叶蝇为害最重,但不同样地之间的潜叶蝇种群数量差异显著。区域范围农业景观构成因素对油菜花期潜叶蝇发生数量有显著影响。草地面积、森林面积与油菜潜叶蝇的种群数量呈显著正相关关系,耕地面积在中等范围尺度(1 000m半径)与油菜潜叶蝇发生数量负相关。研究结果表明高比例的作物生境反而有相对更低的油菜潜叶蝇种群。本研究内容可以为分析农业景观的生态服务功能提供研究案例,为不同生态农业区域油菜潜叶蝇种群防控提供参考资料。     

油菜田遏蓝菜发生规律与化学防除

试验明确,青海湟中地区遏蓝菜全生育期约为115d,出苗高峰期为5月上旬至中旬。种子发芽出苗最适土壤深度为1.0～3.0cm。花期约34d,果期约20d,单株结籽量平均690粒。种子有休眠习性,室外埋入土层8d萌发率为1.5％。遏蓝菜与油菜竞争危害表现在油菜全生育期,植株含氮、磷、钾量比油菜高2.3％～225.0％。遏蓝菜发生量与油菜籽产量呈极显著负相关关系,回归方程为y=203.15-0.53x。采用3种除草剂及其混剂对遏蓝菜的防除效果均在90％以上,油菜籽增产显著。     

2种药剂对春油菜苗期主要害虫的防效比较

油菜是临夏州最重要的经济作物,受多种害虫危害,尤其是苗期（子叶～7叶）。本实验在2012年设在甘肃临夏州和政县,选用2种药剂（毒死蜱与辛硫磷）来防治春油菜苗期主要害虫油菜跳蚤甲（Psylliodes punctifrons Baly）。比较了2种农药及2种施药方法对害虫防效的差异,分析防效与产量之间的线性相关性,并从中选择出适宜保苗、保产的农药。对春油菜苗期害虫防治提出了建议,为临夏州春油菜区害虫综合防治提供了一定的理论支撑。     

中生菌素和生石灰对芝麻青枯病的联合防控效果

为探索高密度栽培芝麻青枯病Ralstonia solanacearum的高效防控，分析了江西土壤pH分布与芝麻青枯病发生程度关系，测定了生石灰土壤处理对芝麻的安全性及对青枯病抑制效果，开展了中生菌素喷雾和生石灰土壤处理联合防控芝麻青枯病试验。结果表明，芝麻青枯病发生重的田块土样pH多集中分布在4.5～5.5，pH 4.5～5.5的芝麻田土样占比69.17%。生石灰1125～2250 kg/hm²土壤处理，赣芝5号和豫芝11出苗率与空白对照没有显著性差异，幼苗素质优于空白对照，尤其是茎基部直径显著高于空白对照；现蕾期～成熟期青枯病病情指数均始终低于空白对照，现蕾期～盛花前期病情指数比空白对照降低30%以上。芝麻播种前生石灰1125～2250 kg/hm²土壤处理，芝麻定苗和初花期3%中生菌素可湿性粉剂22.5 g.ai/hm²各喷雾1次，对青枯病的联合防控效果73.46%～74.89%，显著高于中生菌素单用3次的防效（P<0.05），芝麻增产率31.33%～32.49%，增产效果优于中生菌素单用处理。     

棉花叶片中叶绿素、蜡质含量和叶片厚度与抗绿盲蝽的关系

为明确不同棉花品种(系)对绿盲蝽的抗性及其机制,通过网室内抗性鉴定和室内生化物质测定分析,系统研究了不同棉花品种(系)对绿盲蝽的抗性水平及棉花叶片中叶绿素和蜡质含量及叶片厚度与抗绿盲蝽的关系。结果表明,不同棉花品种对绿盲蝽抗性水平存在明显差异,其中石亚系1号综合抗性指数为179.49,达高抗水平。不同棉花品种(系)不同时期叶片中叶绿素和蜡质含量及叶片厚度均存在显著差异;苗期和蕾期棉花叶片中叶绿素含量和蕾期叶片中蜡质含量与其对绿盲蝽的抗性呈显著正相关;花铃期棉花叶片中叶绿素含量、苗期和花铃期叶片中蜡质含量及不同时期叶片厚度与其对绿盲蝽的抗性无明显相关性。     

EV生物肥不同用量对伊贝母品质的影响

采用单因素试验设计,研究不同EV生物肥用量(5个处理)对伊贝母品质的影响。结果表明:1伊贝母在60 kg·hm~(-2)(处理3)EV生物肥用量下,贝母素甲、贝母素乙含量为:始花期﹥萌芽期﹥末花期,菌肥用量大于或小于60 kg·hm~(-2)时,3种有效成分(贝母素甲、贝母素乙和西贝母碱苷)含量均为:萌芽期﹥始花期﹥末花期;2相关性分析结果表明,萌芽期西贝母碱苷含量、始花期贝母素甲和贝母素乙含量与EV生物肥用量之间呈负相关,其余时期的有效成分含量与EV生物肥用量之间呈正相关;3建立了EV生物肥用量与贝母素甲、贝母素乙和西贝母碱苷含量的一元二次函数模型,以贝母素甲和贝母素乙含量为收获目标,通过大田种植伊贝母获得适宜的EV生物肥用量:萌芽期120 kg·hm~(-2),始花期和末花期60~73.5 kg·hm~(-2);以西贝母碱苷含量为收获目标,获得EV生物肥的施用量:萌芽期为0 kg·hm~(-2),始花期和末花期为63~81 kg·hm~(-2)。