多花黑麦草氮素营养及生长状况的高光谱监测

以多花黑麦草为试验材料,开展了不同施氮水平多花黑麦草反射光谱特征及产量品质的比较研究,同时分析了多花黑麦草产草量、植株氮含量与光谱反射率间的相关性,构建了多花黑麦草产草量和植株氮含量的高光谱监测模型,结果表明:施氮对多花黑麦草可见光区光谱反射率具有显著的影响,随着施氮水平增加,多花黑麦草在可见光区反射率逐渐降低。不同施氮水平多花黑麦草在450、550、680、760nm处的光谱反射率以处理N200最低,显著低于处理N150、N100、N50和N0(P0.05)。不同施氮处理多花黑麦草产草量与R680间的相关性最高,植株氮含量与R760间的相关性最高,以R680和R760构建了多花黑麦草产草量和植株氮含量的高光谱监测模型,经检验,模型估测值与实测值相关性达极显著水平(P0.01),表明本研究建立的多花黑麦草产草量和植株氮含量的监测模型是准确可靠的。     

氮磷调控对紫花苜蓿氮积累与土壤氮磷营养的影响

在西北半干旱地区进行不同氮磷水平对种植第2年的‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa‘Gannong No.3’)产量、粗蛋白含量及氮积累的影响和紫花苜蓿草地土壤碱解氮、有效磷含量及其动态变化、土壤脲酶、碱性磷酸酶活性及其动态变化、土壤速效养分及酶活性与紫花苜蓿产量和蛋白总量的相关性研究。结果表明:氮磷肥能显著提高‘甘农3号’紫花苜蓿产量和粗蛋白含量,施肥可提高土壤碱解氮、有效磷含量,增强土壤脲酶和碱性磷酸酶活性,其中氮磷配施(NP)作用明显大于氮、磷肥单施。相关性分析表明,‘甘农3号’紫花苜蓿产量(y)与各层土壤碱解氮含量(x₁)、脲酶活性(x₂)、有效磷含量(x₃)及碱性磷酸酶活性(x₄)均呈显著或极显著正相关关系,与土壤碱解氮、有效磷含量的相关性最好,符合线性回归方程y=-2976.953+53.577x₁+216.824x₂+58.534x₃+12.145x₄(R²=0.874^**)。     

基于高光谱数据的高寒草甸氮磷钾含量估测方法研究——以青海省贵南县及玛沁县高寒草甸为例

以青海省玛沁县和贵南县高寒草甸作为典型研究区,利用地物光谱仪采集了20块样地的高光谱数据,并测定了对应样地所有样方中牧草的养分含量,分析了牧草中氮磷钾素含量与冠层原始光谱反射率和一阶微分光谱反射率之间的相关关系;采用回归统计方法,基于光谱位置变量,光谱面积变量及植被指数变量构建了高寒草甸氮磷钾素的估测模型,并对模型进行了精度评价.结果表明,1)与原始光谱反射率曲线相比,一阶微分光谱反射率曲线能较好地反映牧草中N,P,K素所对应的敏感波段;2)高寒草甸牧草中N,P,K素含量与冠层高光谱相关性较强的波段大多分布在红光区域(680~760 nm);3)基于光谱位置变量构建的估测模型能更好地反演高寒草甸N,P,K素含量.其中,以光谱位置变量R'_708.88为自变量的对数模型对氮素含量估测效果较好,R²为0.67,估测精度达到83.56%;以光谱位置变量R'_704.85为自变量的对数模型对磷素含量估测效果较好,R²为0.55,估测精度达到92.15%;以光谱位置变量R'_697.36为自变量的对数模型对钾素含量估测效果较好,R²为0.86,估测精度达到82.44%.     

盐土和非盐土施氮对多花黑麦草增产改质效果差异的比较

本研究对盐土和非盐土种植多花黑麦草进行氮肥施用试验,研究施氮对不同土壤条件下多花黑麦草产量及饲用品质的影响,为提高氮肥利用效率、有效改善牧草产量品质提供依据。试验分别在江苏大丰金海农场和南京六合江苏省农业科学院试验基地进行,设置N₀(对照)、N₁(氮用量100 kg/hm²)、N₂(氮用量150 kg/hm²)和N₃(氮用量200 kg/hm²)4个处理,分别在多花黑麦草拔节期和初穗期进行刈割,测定牧草产量和饲用品质。结果表明在盐土和非盐土施用氮肥对多花黑麦草饲草品质和产量的影响存在显著差异:非盐土条件下不同施氮处理的多花黑麦草产量和饲用品质均高于盐土,其中干物质体外消化率(IVDMD),粗蛋白(CP)和非结构性碳水化合物(NSC)含量非盐土条件下高于盐土,且第1茬高于第2茬;CP含量随着施氮量的上升而升高,而NSC含量随着施氮量的上升而下降;作为NSC主要组分的淀粉在盐土条件下的含量高于非盐土;施氮组的IVDMD高于对照,但不同施氮量间差异不显著;中性洗涤纤维(NDF)含量盐土条件下高于非盐土,第2茬高于第1茬;盐土不同茬次、不同施氮处理的干物质含量(DM)均显著高于非盐土,且第2茬高于第1茬,并随着施氮量的增加而下降;非盐土条件下的牧草产量高于盐土,且第2茬高于第1茬,随着施氮量的上升而升高,N₂处理组,即氮素施用量150 kg/hm²的产量最高;但在盐土上施氮,多花黑麦草的产量增加幅度高于非盐土。     

基于红光和近红外反射光谱特征参数反演草地地上生物量

2013年6~10月测定东非狼尾草+白三叶混播草地冠层反射光谱和地上生物量;分析红光波段和近红外波段反射光谱特征参数与牧草鲜重及干物质之间的相关关系;构建并检验基于红光单波段和植被指数(NDVI、RVI、DVI)反演草地地上生物量回归模型。结果表明:红光波段反射率与草地地上生物量之间存在显著相关性;地上生物量的增加能够显著降低"红谷"反射率,显著升高近红外850.0nm处反射率;选用红光单波段反射率、红光波段构建的植被指数RVI或红光与近红外波段构建的植被指数NDVI,均能够精确反演草地鲜草产量和干物质产量;适宜估产的植被指数因季节和草地生物量的差异而不同,在6月11日,植被指数RVI反演模型估测的草地生物量与实测值的模拟效果最好,10月12日,植被指数NDVI反演模型估测的草地生物量与实测值的模拟效果最好。     

施氮水平对马蹄金草坪反射光谱特征及光合色素含量的影响

为促进高光谱遥感技术在草坪营养状况监测中的应用,以马蹄金(Dichondra repens)草坪为材料,研究了不同施氮水平马蹄金草坪反射光谱特征和叶绿素含量的变化,分析了马蹄金草坪高光谱反射率与叶绿素含量的相关性。结果表明,施氮可以显著增加马蹄金草坪草的光合色素含量(P0.05),降低其可见光区光谱反射率;马蹄金草坪草绿波段(520~570nm)光谱反射率与叶绿素含量呈显著负相关关系,以绿波段反射率R570nm与叶绿素b间相关性最高,利用R570nm的变化来反演其叶绿素含量的变化可以达到较好的拟合效果(R2达0.85,P0.01)。试验为利用高光谱遥感技术快速、无损伤探测马蹄金草坪草的色泽和营养状况提供了理论支持。     

氮添加对科尔沁沙地羊草产量及氮肥利用效率的影响

为了探讨不同施氮水平对沙地羊草草产量、土壤全氮变化及羊草对氮肥利用率的影响,设置了0(CK)、100、200、300、400 kg/hm2的施氮(纯氮)量.结果 表明:随着施氮水平的提高,羊草产量呈先增加后平稳的趋势,309.66 kg/hm2施氮量草产量最高,羊草干草产量与施氮量的回归方程为y=--0.073x2 +45.21x+3808;羊草植株粗蛋白含量随着施氮水平的增加呈增加趋势,300 kg/hm2处理水平氮肥利用率最高;羊草生育期内土壤全氮含量、氮肥贡献率、氮肥吸收利用率与其产量呈显著正相关.施氮肥会提高羊草干草粗蛋白水平,施氮水平的高低决定土壤残留氮素的多少.施入309.66 kg/hm2氮时羊草干草产量最高,可以作为科尔沁沙地人工羊草草地的最佳施肥量.     

干旱胁迫对3种冷季型草坪草光谱反射率及生理特征的影响

为探讨高光谱分析技术在草坪草水分监测上的应用,以草地早熟禾、高羊茅、多年生黑麦草为试验材料,测定了干旱胁迫下3种冷季型草坪草生理指标及光谱反射率。结果表明:随着干旱胁迫程度的加深,供试草坪草叶片相对含水量和叶绿素含量显著下降(P0.05),丙二醛含量、脯氨酸含量及敏感波段的(550和760 nm)的光谱反射率显著上升(P0.05),3种草坪草抗旱性能的强弱顺序为:高羊茅多年生黑麦草草地早熟禾。3种草坪草敏感波段光谱反射率(R_(550 nm),R_(760 nm))及高光谱参数(Rg,R0,GNDVI)与生理指标间呈显著或极显著相关,以R_(550 nm)与生理指标间的相关系数绝对值最大。同时R_(550 nm)构建了供试草坪草生理指标的估测模型,经检验,模型估测值与实测值相关性达显著或极显著水平。     

蓝茎冰草种子产量与施氮量和密度互作的模型分析

通过3因素5水平二次通用正交旋转组合设计方案,建立回归模型,进行解析、寻优和频数分析。结果表明:各试验因素对蓝茎冰草(Pascopyrum smithii)种子产量影响的大小顺序为施氮量(X₂)>植株密度(X₁)>喷施PP 333(X₃);施氮量与植株密度的互作效应对种子产量的作用为协同效应;同时得出了3因素对种子产量的优化配比方案:植株密度429.4~450×10⁴株/hm²,施氮量160~164.9kg/hm²,喷施PP 333量0.197~0.233 a.i.kg/hm²。     

施氮水平对多花黑麦草生产性能和营养品质的影响

为探讨多花黑麦草适宜的氮肥施用量,本研究在大田试验条件下,通过设置5个不同氮肥施用量,测定了不同施氮水平多花黑麦草的生产指标和营养品质,并分析了不同施氮水平的经济效益,结果表明,多花黑麦草的生产性能和营养品质均随施氮量的增加而增加,但当施氮量增加至150kg/hm2之后,随着施氮量的固定增加,虽然多花黑麦草的产草量和营养品质会继续小幅增加,但是产出增长的增长率不会再增加,说明研究区域多花黑麦草适宜的施氮量为150kg/hm2。     

包膜氮肥配施不同用量钾肥对多年生黑麦草植株生理指标及产量的影响

通过盆栽试验研究包膜氮肥配施不同用量钾肥对多年生黑麦草(Lolium perenne)生长特性及产量的影响,以期明确适宜黑麦草生长的最佳施肥配比。结果表明,与普通尿素相比,包膜氮肥显著提高了黑麦草植株SPAD值、株高、叶面积、净光合速率(P<0.05),明显延长了黑麦草绿期,防止早衰。施用等量钾肥条件下,包膜氮肥处理比普通尿素处理4次刈割的SPAD值分别提高11.2%、6.9%、33.6%和195.2%,株高分别增加14.1%、6.0%、25.1%和85.4%。包膜氮肥处理较普通尿素处理的干草产量提高了12.4%~25.0%。包膜氮肥配施中量钾肥处理能最大程度增加叶面积指数和净光合速率,提高黑麦草产量,因此推荐作为最佳施肥配比,为黑麦草的氮钾肥合理施用提供理论依据。     

退化伊犁绢蒿荒漠草地群落特征与地面光谱反射率相关性分析

利用便携式光谱仪,采集围栏内外伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地群落的光谱反射率,并测定其群落数量特征,研究两者之间的相关性,围栏内外对比,并筛选出敏感波段进行回归分析,建立预测模型。结果表明:围封的退化伊犁绢蒿荒漠草地得到了一定恢复;一阶微分后的光谱数据与草地群落的相关性明显提高,归一化不但可以提高相关水平,更加突出了围栏内外的差异;根据筛选出的敏感波段做回归分析,比较显著性和相关性,确定预测模型,围栏外盖度以677.4~729.6nm波段建立,y=-232746x3+65081x2-5386.9x+165,相关系数达到0.82(P0.01),围栏内盖度以622~754.3nm波段建立,y=-1040.5x2+526.78x-8.3912,相关系数为0.73(P0.01);围栏外地上生物量以1 904nm和624.8~734.9nm波段建立,y=0.0773x2-6.5177x+159.41,y=10.46e8.7018x,相关系数分别为-0.86(P0.01)和0.86(P0.01);围栏内地上生物量以622~729.6nm波段建立,y=2875x2-328.02x+46.013,相关系数为0.82(P0.05),而地面光谱反射率及两种处理方法与群落的平均高度、密度相关性较低。     

不同草坪草冠层反射光谱特征的比较研究

选用高羊茅、多年生黑麦草、草地早熟禾、狗牙根、匍匐翦股颖5种草坪草的24个品种为试验对象,测定冠层反射光谱,比较可见光和近红外区域反射率的差异性,分析多种红边参数与草坪色泽目测评分值之间的相关性。结果表明,高羊茅8个品种在450～900 nm的反射率无显著性差异;草地早熟禾5个品种可见光450～650 nm的反射率存在差异显著性(P<0.05);多年生黑麦草8个品种在近红外750～900 nm的反射率存在差异显著性(P<0.01)。高羊茅美洲虎、多年生黑麦草威士、草地早熟禾蓝宝石、狗牙根太阳城、匍匐翦股颖普特在550、565、8008、50 nm处均表现出差异显著性(P<0.05),红边斜率与草坪色泽目测评分值之间存在显著相关关系。利用高光谱分析技术可以快速、准确地反演草坪冠层叶绿素含量,并且能够区分同一草坪草种品种间的反射率差异。     

黄河源区高寒草甸群落高度遥感模拟与评价

草层高度是反映草地生长状况的重要指标之一,与草地地上生物量的监测及载畜力的评估具有紧密联系。目前,对我国天然草地群落高度的监测尚缺乏精确的遥感方法。本研究以黄河源区高寒草甸为研究区,分别基于MODIS植被指数、冠层高度模型以及草地冠层高光谱反射率,构建了高寒草甸草地群落高度的估算模型,并对模型精度进行了评价。结果表明,1)12种MODIS植被指数中,NDVI对草层高度的变化最为敏感,其4种回归模型的R~2均较低,介于0.203~0.241,NDVI指数模型(y=0.789e~(3.186x),R~2=0.241)的拟合效果最好,但反演误差较大(RMSE=4.2cm,CVRMSE=45.7%);2)冠层高度模型在黄河源地区高寒草甸试验区的反演精度较低(RMSE=5.8cm,CVRMSE=62.1%),实际应用误差较大;3)高寒草甸群落高度与519.4-583.17nm波段之间的冠层光谱反射率存在显著负相关关系(P0.05),基于光谱位置变量R′510.59的线性模型(y=~(-1)56.375x+20.384)相对最优(R~2=0.489,RMSE=3.5cm),较适合反演高寒草甸群落的草层高度。     

氮肥对两个品种多花黑麦草生长和生理的影响

 
在大田试验条件下,通过测定主要生长和生理指标,初步探讨了氮素水平对2个多花黑麦草品种生长生理的影响。结果表明：施用氮肥在适量范围内,多花黑麦草的分蘖数、株高和产量随着氮肥水平的提高增长,2个品种最高产施氮肥量相同,为300 kg/hm2;2个多花黑麦草品种随着氮肥的增加叶绿素含量变化趋势不同;氮肥的施加同时会启动多花黑麦草抗逆防御系统,并且不同品种对氮肥的耐受性不同,美克斯比海克里斯抗逆性更强一些。     

民勤10种典型荒漠植物冠层光谱与含水率的特征分析

植物体内水分是影响植物光合作用、呼吸作用、生物量及其他生理生化指标的主要因素之一,植物含水率的调查是植被研究的重要内容,利用高光谱进行典型荒漠植物含水率与冠层光谱的关系研究对荒漠区植被遥感监测具有重要意义。本研究借助ASD便携地物光谱仪实地测定了10种典型荒漠植物的冠层光谱曲线,并采用相关系数法和植被指数法,分析了不同荒漠植物光谱特征及其与冠层含水率的关系,结果显示:1)荒漠植物反射光谱曲线具有绿色植物在可见光-近红外波段的普遍特征,有明显的"绿峰"特征和"红边效应"。2)在954-973,1 184-1 198和1 440-1462 nm三个波段,荒漠植物存在明显的水分吸收谷。其中,1 440-1 462 nm波段的光谱反射率与含水率相关系数大于0.8,二者具有很强的线性相关性。3)WBI(Water Band Index)、NDWI(Normalized Difference Water Index)、NDII(Normalized Difference Infrared Infrared Index)、MSI(Moisture Stress Index)与植物含水率显著相关(P<0.05),冠层水分含量指数与植被水分实测值具有较高的一致性,可以反映荒漠植被含水率变化。     

基于HJ-1A卫星数据的高寒草地氮素评估-以青海省贵南县及玛沁县高寒草地为例

基于HJ-1A HSI卫星遥感资料,结合2014年青海省玛沁县、贵南县研究区高寒草地野外实测数据,建立了高寒草地氮素含量的估测模型,并对模型进行了精度评价,筛选出最优反演模型,分析了研究区高寒草地氮素的空间分布。结果表明,1)高寒草地HSI的原始光谱反射率、一阶导数光谱反射率及去包络线光谱反射率与地面实测氮素含量有一定的相关性,特别是吸收特征波段1(750.95~791.95 nm)和吸收特征波段3(889.03~921.30 nm)与氮素含量具有显著的相关性;2)基于吸收特征波段1构建的波段深度指数BD_767.99可以较好的估测研究区高寒草地氮素含量,利用此变量拟合的线性回归模型可以解释研究区高寒草地氮素含量变化的44%,模型估测精度可达81.6%;3)贵南研究区氮素含量的空间变异较大,整体而言,西北部和西南部地区氮素含量较高,东北部地区氮素含量较低;玛沁研究区氮素含量的空间变异较小,草地氮素含量水平整体较低。     

草坪近地面光谱特征研究进展

论述了草坪光谱反射特征的研究近况。国内外利用光谱分析技术在草坪领域开展了较为深入的研究,发现了高羊茅、多年生黑麦草、草地早熟禾的部分品种之间存在明显的＂同色异谱＂现象;筛选出与草坪外观质量指标显著相关的敏感波段和植被指数,建立了草坪色泽、密度、盖度及冠层叶绿素水平的光谱反演模型;氮肥水平能够明显改变草坪在可见光和近红外...     

天山北坡草地盖度高光谱遥感估算

以天山北坡乌鲁木齐县甘沟乡为研究区,利用美国SVC HR-768便携式光谱仪采集25块样方的高光谱数据,并测定对应样方中草地盖度,分析草地盖度与原始光谱、一阶微分光谱和高光谱特征变量之间的相关关系;采用回归统计的方法,基于高光谱位置变量、高光谱面积变量和高光谱植被指数变量构建草地盖度的估测模型,并进行模型精度评价。结果表明,研究区草地盖度与植被冠层光谱反射率相关性较强的波段范围为354-704、1 420-1 481和1 904-2 512nm;基于一阶微分光谱和高光谱植被指数构建的估测模型能更好地反演草地盖度。通过模型检验,确定基于560nm的光谱一阶微分模型y=-384.153x+72.096可作为草地盖度的最优估测模型,模型均方根误差为7.344%,估算精度为90.343%。