冬小麦叶片氮含量的时空分布及光谱监测研究

叶片氮素含量与作物生长密切相关,为明确对氮素响应敏感的叶片位置,比较冠层光谱和叶片光谱预测叶片氮含量的精度,研究基于氮素运筹试验,测定叶片氮含量以及冠层、叶位光谱反射率,分析氮含量与反射率的响应关系。结果表明,冬小麦叶片氮含量随施氮量增加而增加,随生育进程而降低,其中,顶3叶变化幅度最大;孕穗期,各施氮处理含氮量大小趋势基本为顶2叶顶1叶顶3叶,其余时期为顶1叶顶2叶顶3叶,顶2叶对氮素响应也较为敏感;叶片光谱预测不同叶位叶片氮含量PLS模型效果均优于冠层光谱,R2最大达0.810,RMSE为0.242。研究以期为冬小麦氮素研究提供一定的理论依据。     

辣椒盛果期的冠层反射光谱特征

为了对辣椒品种识别、生产及产量监测提供更加可靠的技术手段,分析了4个辣椒品种盛果期冠层反射光谱数据的差异及其与叶片全氮、叶片 SPAD 和地上干生物量之间的相关性。结果表明：盛果期的可见光波段和近红外波段冠层光谱反射率能容易地区别4个辣椒品种;叶片全氮含量敏感波段8819线椒为753 nm,黔春201为698 nm 和764 nm,日本三樱椒为494 nm,遵义朝天椒为767 nm;叶片 SPAD 敏感波段8819线椒为720 nm,黔春201为726 nm,日本三樱椒为548 nm,遵义朝天椒为718 nm;地上干生物量的敏感波段8819线椒为728 nm 和1345 nm,黔春201为727 nm 和1145nm,日本三樱椒为690 nm,遵义朝天椒为767 nm。     

基于光谱植被指数的烤烟氮碱量及氮碱比监测研究

[目的]为了实现烤烟氮碱量及氮碱比田间动态变化的实时无损监测,设计了基于MSR216型多光谱辐射计的烤烟氮碱量及氮碱比监测试验。[方法]设置2种施氮模式,以基于SPAD(叶绿素仪)值精准氮素施肥管理(阈值为43)进行建模,利用当地生产上农家常规施氮模式进行验证。用多光谱辐射计采集烤烟的冠层光谱数据,并对烤烟6个生长时期的氮碱量、氮碱比与可见光波段及近红外波段反射率组成的比值植被指数、归一化植被指数、差值植被指数进行相关性分析。[结果]叶片烟碱含量与归一化植被指数NDVI(870,510)的相关系数最高(r=0.900);全氮含量和氮碱比则与比值植被指数RVI(1 650,710)的相关系数最高(r=0.898、0.911)。氮碱量、氮碱比与植被指数均构建了最佳的监测模型,模型预测精度分别达到0.935、0.827、0.926,RMSE分别为0.574、0.553、1.245,预测效果较好。[结论]冠层光谱能够较好地监测和跟踪冠层氮碱量以及氮碱比的动态变化。     

利用高光谱技术估测小麦叶片氮量和土壤供氮水平

有效的监测作物氮素营养水平及土壤供氮能力可以为合理施用氮肥提供重要依据。本文以2 年3 点不同氮素水平下不同小麦品种的田间试验数据为基础,运用植被指数和偏最小二乘回归法,比较和分析小麦冠层光谱与叶片氮含量及土壤氮含量的关系。结果表明：小麦冠层光谱与叶片氮含量的相关性分析在可见光波段存在显著负相关,在近红外波段呈显著正相关,而与土壤氮含量的相关性呈相反趋势。基于光谱参数ND705 和GNDVI所建叶片氮含量估算模型的决定系数分别达到0.827 和0.826。基于光谱参数VOG2 所建土壤氮含量估算模型的决定系数达到0.646;与植被指数所建模型相比,综合350~1350 nm光谱波段反射率分别与小麦叶片氮含量、土壤氮含量建立偏最小二乘回归模型的预测精 度均有所提高,决定系数分别达到0.842 和0.654。本研究结果可为小麦氮素营养及土壤供氮水平的诊断监测与合理施肥管理提供了理论依据和技术支持。     

宁夏引黄灌区水稻冠层高光谱特征研究

以不同施氮量试验小区为依托,对各生育期水稻(Oryza sativa L.)冠层光谱反射率及一阶微分光谱进行分析。结果表明,水稻冠层光谱随生育期的变化规律与其生长发育变化特征相对应;不同施氮条件下水稻冠层光谱反射率随施氮量增加在可见光波段降低、近红外波段升高,其中550~600 nm和800~900nm处差异明显,是诊断氮素的特征波段;红边位置(λr)和红边斜率(Dr)在孕穗期前均随着氮素水平的提高而增加,齐穗期后λr出现蓝移现象,Dr减小;将特征波长的比值指数、λr和Dr与叶片氮积累量进行相关性分析,结果显示,800 nm和550 nm的反射率之比(R800 nm/R550 nm)与叶片氮积累量的相关性较好,其相关系数为0.864,λr和Dr与叶片氮积累量的相关系数分别为0.814、0.908。说明合适的光谱变量可以诊断水稻氮素状况,进而为合理施肥提供参考。     

基于光谱植被指数的冬小麦叶绿素含量反演

植物功能叶的SPAD值与其氮素和叶绿素有较强的相关性,研究功能叶SPAD与其冠层光谱的关系,对实现植株叶绿素含量快速、无损检测具有重要意义。本文通过对冬小麦生育期的冠层原始光谱进行一阶导数变换,研究其功能叶片SPAD值与冠层光谱的相关性,对监测冬小麦叶绿素含量的敏感波段进行了提取,并建立了叶绿素含量与冠层反射光谱的定量关系。结果表明,基于小麦冠层原始光谱反射率、冠层光谱导数反射率与SPAD的相关系数曲线,提取的各形式下冬小麦叶绿素含量的敏感波段分别为500、690、760和470、630、723nm;并构建了冬小麦叶绿素含量的预测模型,以FDNDVI(630,723)预测模型较好,其R2可达0.9485,模型验证参数R2、MRE和RMSE分别为0.8099、0.0294和1.805,拟合效果较好,表明该模型能有效地对冬小麦叶绿素含量进行预测。该研究结果可为冬小麦长势监测提供一定的理论参考。     

水稻、玉米、棉花的高光谱及其红边特征比较

 测定了水稻、玉米、棉花 3种作物共 6个品种的冠层和主茎叶片不同生育期高光谱反射率及其对应叶片中叶绿素、类胡萝卜素含量 ,分析了它们的高光谱及其红边特征和红边参数与叶面积指数、地上生物量、鲜叶重及叶片色素含量的相关性。结果表明 :(1) 3种作物冠层高光谱反射率大小与其生育期有关。冠层和叶片光谱反射率最大值比较结果是 ,冠层光谱 :棉花 >玉米 >水稻 ;叶片光谱 :水稻 >棉花 >玉米。 (2 ) 3种作物冠层光谱的红边都具有“双峰”现象。红边幅值Dλr 和红边面积Sr 均呈增大、减少的变化规律 ,但红边     

不同氮水平枣树冠层光谱特征

利用FieldSpec Pro FR2500光谱仪测定不同氮素处理下的红枣冠层光谱,分析其光谱特征变化规律及其与枣叶全氮质量分数的相关关系,旨在为枣树氮素营养的无损诊断提供理论基础。结果表明:同一氮处理水平下,红枣叶片展叶期的全氮质量分数最高,摘心前期最低。随着施氮量的增加,展叶期和摘心后期枣叶全氮质量分数增加速度较快。不同氮处理的枣树冠层波谱曲线整体变化趋势为在560nm附近和750~1 100nm分别有1个反射峰,反射率值分别达0.1~0.2和0.4以上;而在450、650、1 450、1 950和2 600nm处有5个吸收谷。不同生育期枣叶全氮质量分数与冠层光谱红边参数显著相关,且摘心后期红边位置(REP)和红谷位置(Lo)更快地向短波方向移动,出现"蓝移"现象。     

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。     

玉米冠层全光谱特征在不同施氮量和品种下的响应

采用光谱分析方法对生长在东北黑土上的大喇叭口期春玉米进行了不同施氮量、不同品种的冠层光谱特征研究。结果表明:不同施氮量下玉米冠层全光谱曲线图具有类似的趋势,350~500 nm和640~660 nm波段内反射曲线随着施氮水平的增加呈上升趋势,光谱反射率在不同波段差异较大,在可见光波范围内,350~500 nm波段内N2处理光谱反射率普遍高于其他处理,在500~650 nm附近反射率N0N3N2N1,反射曲线呈先下降后上升趋势排列;在750~1 350,1 450~1 800,2 000~2 350 nm波段内的玉米冠层光谱特征在不同施氮量下也呈现不同的趋势;施氮量对750~1 350,1 450~1 800,2 000~2 350 nm波段内的玉米冠层光谱特征有一定程度的影响;正常施氮量条件下不同品种玉米全光谱曲线在整个波段的趋势均一致,聚类分析显示不同玉米品种在不同波段光谱反射率差异较大。     

铵氮和硝氮胁迫下金鱼藻对氮素的利用

对剑湖优势沉水植物金鱼藻进行不同浓度的铵氮和硝氮耐受试验,同时对植物体内的总氮、硝氮、铵氮和可溶性蛋白含量进行测定和比较。结果显示,环境中的铵氮和硝氮直接影响金鱼藻对氮素的吸收利用,和对照相比,金鱼藻的总氮含量都有明显的升高,但是浓度对总氮含量影响不明显。金鱼藻对环境铵氮较敏感,环境中高浓度的铵氮会抑制氮素的转化。金鱼藻对硝氮的耐受能力较强,环境中低浓度的硝氮会促进金鱼藻对硝氮的吸收和转化,环境硝氮浓度达到60 mg/L时,金鱼藻对硝氮的吸收达到饱和,可溶性蛋白含量达到一定水平后不再随环境硝氮浓度增加而增加。     

增施氮肥对玉米植株氮积累量和器官氮含量的影响

以玉米品种隆平206为试验材料,研究不同施氮量对夏玉米不同器官氮素吸收积累量、干物质积累及产量的影响,以期为夏玉米合理施肥提供理论依据。结果表明,随着氮肥施用量的增加,不同器官氮含量、氮积累量和干物质量显著提高;施氮量高于300 kg/hm~2时,随着施氮量的增加,氮含量和干物质积累量不再显著增加。随着氮肥用量的增加,产量显著增加,不同处理较对照产量提高30.7%～104.3%;施肥量达225 kg/hm~2后,产量无显著增加;氮肥施用量与产量存在线性加平台的关系。氮肥用量提高,氮素偏生产力显著下降,较对照下降34.7%～70.9%。     

不同供氮水平下小麦品种的氮效率差异及其氮代谢特征

【目的】明确不同氮肥生理利用率小麦品种的氮代谢差异,为小麦高产及合理施肥提供理论依据,实现小麦节氮增产。【方法】采用大田试验方法,从16个小麦品种中筛选出氮素利用效率差异显著的低氮高效型小麦品种漯麦18、豫麦49-198和低氮低效型品种西农509、豫农202。然后进一步分析两类品种在N0（CK）,N120（120 kg·hm^-2）和N225（225 kg·hm^-2）3个供氮水平下各小麦品种的产量、叶片GS活性、可溶性蛋白、游离氨基酸、NO₃^-及全氮含量等氮代谢指标的差异。【结果】不同供氮水平下,氮肥生理利用率、产量、地上部及籽粒氮素积累量和叶片的GS活性、硝态氮含量、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量、全氮含量等均表现为低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198显著高于低氮低效品种西农509、豫农202。增加供氮量,两类品种的产量、地上部及籽粒氮素积累量和叶片GS活性等氮代谢同化物指标均增加,而氮肥生理利用率降低。但两类品种对供氮水平响应不同,与N0相比,增加供氮量,低氮低效品种西农509、豫农202地上部及籽粒氮积累量、叶片的GS活性、硝态氮含量、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量、全氮含量的增幅均高于低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198,但是,产量的增幅却显著低于低氮高效品种;氮肥生理利用率的降幅则以低氮高效品种显著高于低氮低效品种。【结论】低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198相对于低氮低效品种西农509、豫农202具有更高的产量及氮素利用效率是因为其具有较高的GS活性,从而促进了植株对氮素的吸收与同化,使整个氮代谢过程利用效率提高,获得更高产量。低氮高效品种耐低氮能力较强,增产潜力较大;低氮低效品种对氮肥反应较为敏感,但是其氮素分配利用能力较低。     

氮肥运筹对玉米氮素动态变化和氮肥利用的影响（英文）

[目的]探讨氮肥运筹对雨养条件下玉米氮素动态变化和氮肥利用的影响,以期为雨养条件下玉米单产进一步突破提供理论依据与技术支撑。[方法]选择先玉335作为试验材料,设置两个播种密度（8.5万株/hm2和9.5万株/hm2）。化肥施用总量一定,磷钾肥作为底肥施入,氮肥按不同比例分期施用,以尿素作为追肥肥料,在拔节期和吐丝期施入。分别于拔节期、吐丝期、吐丝后15 d、吐丝后30d、吐丝后45 d、吐丝后60 d测量叶、茎、鞘、苞叶、籽粒、穗轴、雄穗和花丝的氮含量。[结果]氮素积累量在吐丝后45 d前后达到最大;高密度有利于氮量积累;植株总氮量与产量呈正相关,高密度下相关系数大;高密度下籽粒氮含量和氮收获指数均与产量呈显著正相关性;吐丝期氮肥比例相对高有利于叶片和穗部（籽粒＋苞叶＋穗轴）氮素在生育后期的积累及茎鞘氮素的转运,前期氮肥比例大易造成穗部氮代谢延后。氮素吸收高峰在吐丝到吐丝后15 d;吐丝期氮肥比例高的施肥方式提高了生育后期的氮素吸收速率,在较高密度下吸收速率前移。[结论]氮肥施用比例适当后移,对氮肥利用有利;前期氮素累积太多对后期氮素吸收利用有抑制作用。     

氮形态对水稻植株氮损失的影响

在溶液培养条件下,利用15N示踪法研究了不同形态氮对水稻植株氮损失的影响,并分析了影响氮损失的因素.水稻幼苗先在以15N为氮源的营养液中生长2周,然后转入供给不同氮形态的营养液中培养10 d.结果表明:供给NH4+-N的水稻长势最好,收获时地上部和根部生物量均高于其他氮形态处理,但其氮损失量也最大,损失率达到17.06%;供给复合氮源NH4NO3的水稻生物量和供给NH4+-N的相差不大,然而其氮损失率却显著下降,仅为9.96%,说明供给复合氮源可在不影响水稻生长的条件下,降低植株氮损失,提高其氮肥利用率.此外,供给NH4+-N的水稻叶片中NH4+含量、谷草转氨酶活性及叶片组织pH值均高于其他氮形态处理,表明植物体内NH4+浓度增加而引起的氨挥发可能是导致植物氮损失的原因之一.     

施氮量和氮肥运筹对陇春33号产量及氮肥利用率的影响

在3个施氮水平下,研究不同施氮量及氮肥运筹对陇春33号产量及氮肥利用率的影响。结果表明,施氮量在0～270 kg/hm~2范围内,陇春33号籽粒产量随施氮量增大表现为先增加后下降低的趋势,当氮肥施用量为237.6 kg/hm~2时产量达最高。在相同施氮水平下,随着氮肥后移量的增大,籽粒产量和氮肥利用率均表现为先增加后降低的趋势,合理的氮肥运筹中,基肥、拔节肥、孕穗肥质量比为60∶25∶15时产量和氮肥的利用效率均达最佳。综合研究结果,采用高中氮量(N 195 kg/hm~2),并在拔节期和孕穗期分2次追施(基追比60∶25∶15)可协调籽粒产量和氮肥利用率的关系,有利于实现春小麦陇春33号的高产高效。     

控释氮肥对鲜食玉米吸氮量及氮素效率的影响

通过田间试验示范研究了控释氮肥对鲜食玉米生物学性状、产量性状以及氮素效率的影响。结果表明,常规氮素与等养分控释氮肥对鲜食玉米的营养生长及商品效益没有表现出明显的促进作用,70%控释氮肥对鲜食玉米的株高、茎粗、叶面积、植株鲜重以及商品率等影响最优,与对照相比分别增加4.26%、8.16%、4.52%、5.60%和5.15%,尤其是一等率与对照相比增幅达到18.6%。鲜食玉米的吸氮量以及氮素效率以常规氮素最高,分别达到411.36 kg/hm2和34.11%,对玉米螟的防效达到100%。鲜食玉米收获后土壤氮素养分以控释氮肥为最高,控释氮肥表现出了一定的缓效性。     

春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮对施氮的响应

为了提高氮肥增产效益,减少对环境的污染,通过田间试验研究了施氮量对春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮的影响。结果表明,施氮量较低时,春玉米籽粒产量随施氮量增加显著增加,当施氮量高于180 kg·hm^-2时,产量保持不变或有减少趋势。氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮素偏生产力和氮收获指数均随着施氮量增加显著降低,氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均先增加后降低。从苗期到收获期,施氮处理0~60 cm土层硝态氮含量呈现"上升-下降-上升-下降-稳定"的变化趋势,而60~120 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势。随着土层加深,土壤硝态氮含量呈波浪式下降,施氮量240 kg·hm^-2和300 kg·hm^-2处理在60~100 cm土层硝态氮含量均显著高于其他处理。随着施氮量增加,0~120 cm土层硝态氮累积量显著增加,当施氮量超过240kg·hm^-2时,土层中累积的硝态氮存在着较大的淋溶风险。综合考虑产量、氮肥效率和环境效应,179~209 kg N·hm^-2是本试验条件下春玉米的合理施氮量。     

施氮水平及施氮方式对稻田土壤渗漏水三氮浓度影响

针对当前氮素不合理使用造成地下水严重污染等一系列事件,明确稻田施肥水平及施肥方式对稻田氮素随渗漏水下渗流失的影响,探求当季氮素流失情况具有积极意义。采用自制盆栽模拟大田土壤渗漏情况,收集渗漏水并分析稻田养分流失量。结果表明:表施肥可以减少9.87%的铵态氮渗漏损失,混施肥可以减少5.92%的铵态氮渗漏损失,但是表施肥又增加了铵态氮的气态损失,且随着施氮水平的提高损失程度加深,渗漏水中硝态氮浓度大于铵态氮浓度,渗漏水中总氮的浓度受施肥方式影响较大。混施肥使得深施和表施的缺点得以避免,是一种合理的施肥方式,在田间作业时可将肥料机械性的搅拌到土壤当中,增加土壤地力。     

国内外不同卷烟总氮、蛋白质氮、总植物碱氮的差异分析

采用流动分析法测定了国内外112个卷烟样品中总氮、蛋白质氮、总植物碱氮含量,并对检测结果进行了统计分析。结果表明,国内和国外卷烟之间的总氮、蛋白质氮、总植物碱氮和其他氮含量均存在显著差异;从平均值来看,国内烤烟型卷烟总氮、蛋白质氮、其他氮含量最低;国内烤烟型一、二类和三类卷烟之间总氮、蛋白质氮、总植物碱氮和其他氮含量都无显著性差异。