不同品种、肥水条件下冬小麦光谱红边参数研究

 通过对冬小麦不同生育时期红边参数变化规律的研究表明 ,小麦进入起身期后 ,伴随着植株旺盛生长和群体的不断扩大 ,红边的位置呈逐渐偏向长波方向的“红移” ,到抽穗期群体稳定后红移也停止。从灌浆期开始 ,随着个体衰老和群体减弱 ,红边位置又呈偏向短波的“蓝移”现象。叶片全氮含量 (LTN)与红边振幅 (dλred)及近红外平台振幅 (dλNIRP)间在全生育期均呈现正相关趋势 ,且相关程度随生育进展而不断增强 ;叶绿素a +b总量 (TChl)与红边振幅间 ,在起身期至拔节期为负相关 ,在抽穗期至乳熟期为正相关。TChl与近红外平台振幅间呈现正相关趋势 ,且相关程度随生育进展而不断增强 ;叶面积指数 (LAI)与红边振幅及近红外平台振幅间在全生育期均呈现正相关趋势。据此 ,红边振幅和近红外平台振幅 2个指标可能用来监测小麦生育状况并指导肥水调控 ,其中用近红外平台振幅推算叶片全氮含量 ,用红边振幅推算叶绿素总量 ,红边振幅或近红外平台振幅推算叶面积指数分别在部分生育时期有较高的可靠性。     

玉米高光谱及其红边特征分析

通过大田和室内试验,测定了玉米冠层、完全展开倒一、三叶在不同发育期的反射光谱及叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量。结果表明,随发育期推迟,冠层反射率在可见光范围内降低,在近红外区域增高;冠层光谱的红边具有“双峰”现象,红边位置λrad随发育期推迟呈“红移”现象,而红边幅值Dλred和红边面积Sred“红移”和“蓝移”现象;叶面积指数、地上生物量和鲜叶重与冠层λred、Dλred、Sred显著相关,叶片叶绿素和类胡萝卜素含量与其λred、Dλred、Sred也显著相关。     

不同温度处理下水稻高光谱及红边特征分析

通过田间试验,测定了3个温度处理下2个品种的水稻冠层不同生育期高光谱反射率及水稻叶片叶绿素含量等生物物理参数,对水稻叶绿素浓度与温度进行了相关分析,并对不同生育期不同温度处理下水稻冠层光谱的变化规律及红边特征进行了对比.结果表明:叶绿素浓度随温度升高而下降,水稻均在孕穗期近红外肩区的反射率达到最大,其反射率随温度胁迫的加深而下降,但晚上增温情形除外.国稻6号(杂交稻)在不同生育期不同温度处理下的光谱曲线差异比武运粳7号(粳稻)明显.国稻6号在抽穗期红边面积和红边幅值达最大值,在孕穗期红边位置达最大值;除晚上增温情形外,武运粳7号在孕穗期3个红边参数达最大值,受高温胁迫后,红边位置向短波方向移动.     

基于甜菜冠层高光谱红边参数的SPAD值诊断

通过大田小区试验,利用野外便携式ASD光谱仪和SPAD-502叶绿素计分别实测甜菜冠层的高光谱反射率和叶片的叶绿素含量。基于冠层光谱反射率的一阶导数,提取甜菜冠层光谱的红边参数,分析不同SPAD值的红边参数的变化规律,以及各个红边参数与甜菜SPAD值的相关关系,并建立估测模型。结果发现,当甜菜SPAD值增大时,红边位置发生"红移"现象,红边振幅、红边面积增大;当SPAD值降低时,规律则相反。在红边参数对SPAD值的估测模型中,红边位置的一元线性估测模型精度最高;红边参数决定系数比红边位置的一元线性估算模型提高了30.3%。     

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。     

氮素胁迫下寒地玉米高光谱特征研究

利用高光谱近地遥感技术,采集不同氮素水平下的不同生育期的寒地玉米冠层高光谱图像,采用ENVI软件提取玉米冠层的光谱反射率。结果表明,不同氮素水平下寒地玉米冠层反射率存在较大差异,玉米“红边”具有双峰现象,红边位置呈“红移”现象;根据玉米冠层高光谱反射率以及红边位置峰值可定性区分严重缺氮、正常施氮和过量施氮。     

水氮耦合对沙培黄瓜光合日变化及叶绿素荧光参数的影响

【目的】研究水氮耦合对沙培黄瓜光合日变化及叶绿素荧光参数的影响，为沙培黄瓜生产提供科学的理论依据。【方法】以优胜美水果黄瓜为试材，采用2次饱和D-最优设计进行沙培黄瓜水氮耦合的田间试验，共设7个处理，在结果盛期测定黄瓜叶片光合日变化特征参数、叶绿素荧光参数、叶绿素含量和RuBP羧化酶活性。【结果】各处理的净光合速率、气孔导度及蒸腾速率日变化均呈现为单峰曲线，瞬时水分利用效率日变化总体上呈现为“升-降-升”的“N”型曲线。在适宜的水分供应下增施氮肥能够有效提高作物净光合速率，气孔导度及蒸腾速率均随着灌水水平和施氮量的增加呈现出开口朝下的抛物线趋势，瞬时水分利用效率随着灌水水平的增加而增加，但过高的灌水水平会降低瞬时水分利用效率。施氮量是影响叶片总叶绿素含量和叶绿素荧光参数的关键因子，施氮量与总叶绿素含量和PSⅡ活性等叶绿素荧光参数之间呈正相关，总叶绿素含量和叶绿素荧光参数随着灌水水平的增加大体上呈现出开口朝下的抛物线趋势；灌水水平和施氮量与RuBP羧化酶活性之间均呈开口朝下的抛物线趋势。水氮耦合下各处理光合特性的优劣排序为T₄>T₅>...     

蘖穗氮肥比例对水稻叶片衰老相关化合物含量、酶活性和基因表达量的影响

文章选用两种不同类型水稻品种研究蘖穗氮肥追施比例对水稻灌浆成熟期叶片衰老相关化合物、酶活性及基因表达量影响。结果表明,灌浆过程中叶片全氮含量和叶绿素a、b含量及叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、Rubisco家族基因表达量等逐渐下降,丙二醛(MDA)含量逐渐升高;减少分蘖肥施氮量和增加穗肥施氮量可显著提高灌浆各时期叶片全氮和叶绿素a、b含量及叶片SOD和POD活性、Rubisco家族基因表达量,显著抑制叶片丙二醛(MDA)含量升高和叶片氮浓度衰减速度及叶绿素和酶活性降解速度与幅度,减缓Rubisco家族基因表达量下降幅度,延长基因上调表达时间;叶片全氮含量与MDA含量间呈极显著负相关,与叶绿素a、b含量、SOD和POD活性及Rubisco家族基因转录表达量均呈极显著正相关。研究结果为水稻优质高产减肥栽培技术提供理论依据。     

不同氮肥条件下冬小麦冠层高光谱特征及红边参数变化

为快速、准确、无损地监测小麦长势和营养状况,对不同氮素处理下4个小麦品种的冠层高光谱信息进行分析,并进行了红边参数与农学组分的相关分析。结果表明,在同一氮肥条件下,同一品种小麦在不同生育期的冠层高光谱反射率差异明显,且在近红外波段的差异大于可见光波段。随着氮肥施用的增加,近红外反射率有明显升高的趋势,而可见光处反射率降低并呈单峰曲线,且随着施氮量的增加反射光谱的红边和绿峰分别发生红移、蓝移。在冬小麦红边参数中,红谷位置、最小振幅及绿峰位置与农学组分之间呈负相关,而其余各红边参数与农学组分之间呈极显著正相关;建立了基于红边振幅的各个组分之间的回归统计模型,且模型较为稳定。     

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     

红边参数LRPSA评价水稻氮素营养的可行性研究

本文提出上下叶位叶片红边一阶微分光谱反射峰变化趋势的描述参数LRPSA(leaf red edge peak slope angle)。利用小区试验测量的数据分析LRPSA与叶片光谱、叶绿素含量、SPAD值、叶片光谱红边斜率以及叶片含氮量之间的相关性，在此基础上分别建立估算氮素含量的回归模型。为了验证LRPSA估算叶片氮素含量效果，利用未知区域测量数据进行模型估算R^2和拟和R^2比较研究。研究结果表明LRPSA估算氮素含量的效果上位叶好于下位叶，并且在孕穗期、抽穗期、灌浆期内试验测得的数据估算氮素含量效果好于整个生育期的估算效果。另外如果以正常施肥田块水稻作为参照区，测量参照区参数LRPSA，再与未知区域进行对比分析，可以定性评价田间水稻施用氮肥的丰缺状况。     

The Red Edge Parameters of Different Wheat Varieties Under Different Fertilization and Irrigation Treatments

The dynamics of red edge parameters at different growth stages of wheat canopy was studied.The red edge position moved to the longer wavelength from erecting stage to heading stage, and returned to the original wavelength direction from grain-filling stage to maturity stage. The leaf total nitrogen content (LTN)is positively related to red edge amplitude (d λ red) and NIR platform amplitude (d λNIRP) and the correlation coefficient improved as growth stage extended. The chlorophyll content (TChl) is negatively related to d λ red from erecting stage to the elongation stage, and positively related to d λ red from heading stage to milky maturity stage. TChl is also positively related to d λNIRP. The leaf area index (LAI) is positively related to d λ red and d λNIRP, and the correlation coefficient improved as growth stage extended. It was concluded that d λ red and d λNIRP can be used as the indicators of winter wheat growth state, and guide the fertilization and irrigation decision making. The λNIRP is suitable for derivation of LTN, the d λ red for TChl, and the d λ red or d λNIRP for LAI.     

高光谱数据与水稻农学参数之间的相关分析

通过田间小区试验,获取水稻整个生育期内不同氮素处理的叶面积指数(LAI)、叶片叶绿素含量(CHL.C)、叶绿素密度(CHL.D)与高光谱分辨率遥感数据.分析其变化过程,并利用微分技术处理水稻群体反射光谱以减少土壤等低频背景光谱噪音的影响.通过单相关分析和逐步回归方法研究水稻LAI、CHL.C、CHL.D分别与光谱反射率、反射率的一阶微分光谱的相关关系.结果表明,微分技术能够改善光谱数据与LAI、CHL.C的相关性,而与鲜叶CHL.D的相关性较低.     

不同氮肥水平与毛竹林反射光谱的关系

为了探讨施肥量与毛竹叶片反射光谱特性和色素含量的关系,对不同氮肥水平下毛竹叶片色素含量及反射光谱参数进行了测试,并分析了光谱参数红边位置与色素含量的相关性。结果表明：施用氮肥能够显著提高毛竹叶片的色素含量。在施氮肥250kg/hm2时,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量比对照分别提高了19.9%、31.7%和14.0...     

杂交水稻抽穗结实期间叶片衰老的生理生化研究

研究了大田杂交水稻汕优6号冠层上部三片功能叶衰老过程中一些生理生化变化。结果表明：叶片衰老时最早出现光合作用速率下降,其次是蛋白质降解,而后是叶绿素、RNA含量下降,最后原生质选透性丧失。在叶片衰老早期还明显看到一些新的过氧化物酶同工酶带的出现。在此期间植株和穗干重明显增加,而叶片和茎鞘干重明显减少。衰老期间各种生理生化参数变化,证实了杂交水稻冠层上部三片叶自下而上顺序衰老的现象,以及叶片与籽粒间物质的再调配。此外,对上述的各种参数作为衰老指标的适合性进行了讨论。     

转Bt(Cry1Ab)基因对水稻光合特性及光合产物积累的影响

 【目的】明确外源Bt基因插入对水稻倒1叶光合速率及光合作用相关生理特性的影响。【方法】以转Bt基因水稻及亲本水稻为试材,研究盆栽及田间条件下转Bt基因及亲本水稻苗期、拔节期、抽穗期和成熟期倒1叶光合特性及其相关光合酶活性、光合产物积累的动态变化。【结果】转Bt基因及亲本水稻生理活动峰值均出现在拔节期。与亲本水稻相比,转Bt基因水稻苗期叶片净光合速率显著低于亲本;而拔节期和抽穗期,转Bt基因水稻倒1叶净光合速率、叶绿素含量和乙醇酸氧化酶活性显著高于亲本水稻（P＜0.05）,且拔节期转Bt水稻倒1叶气孔导度和胞间CO2浓度也显著高于亲本水稻（P＜0.05）;成熟期,转Bt基因与亲本水稻倒1叶光合特性无显著性差异（P＞0.05）。【结论】与亲本水稻相比,外源Bt基因的插入对水稻叶片光合特性产生短暂影响,但这种影响不具有持续性。     

水稻多生育期实测光谱与SPDA值的响应分析

本研究旨在探索和研究水稻叶片不同生育期叶绿素相对含量（SPAD）与实测水稻叶片光谱的变化规律和响应特征。通过采集研究区水稻发育关键期叶片光谱及叶绿素相对含量，研究探讨了随着生育期的推进，水稻叶片光谱特征变化以及与SPAD变化响应关系，分析比对了SPAD与四个生育期水稻DVI、RVI、EVI2等植被指数敏感波段。结果表明，随着生育期推进SPAD值逐渐减少，可见光范围光谱反射率呈一致的逐步增加趋势；孕穗期近红外波段对SPAD反映敏感，抽穗期、灌浆期和成熟期可见光波段对SPAD敏感；四种植被指数与SPAD值相关性，DVI与孕穗期、成熟期，RVI对抽穗期，EVI2对灌浆期的SPAD值更敏感。     

不同群体水稻抽穗期主要株型指标的研究

以汕优63和武运粳8号为材料,测定了抽穗期的若干株型因子,并对不同群体的株型因子进行了比较。结果表明,高产群体的茎蘖发展合理,成穗率高,株高较矮,上部叶片的叶角小,叶片趋向挺直,叶片的相对高度较高,叶面积适中,叶片的叶绿素含量高。