夏玉米冠层反射光谱与植株水分状况的关系

通过不同夏玉米品种生育期内冠层叶片含水率与不同波段组成的比值指数(RVI)和归一化植被指数(NDVI)进行线性、指数、对数、幂函数以及多项式回归分析,研究不同品种夏玉米的冠层叶片和植株水分状况与反射光谱之间的相关关系。结果表明,冠层叶片和植株含水率与460～670nm范围内波段反射率均成负相关,与730～1260nm范围内波段反射率均成正相关。其中冠层叶片含水率与460、500、600、650、670nm范围内波段反射率均呈显著相关,而植株含水率与460、500、600、650、670、780、800、850、900、950、1050nm范围内波段反射率相关性也较高。冠层叶片含水率与归一化植被指数(NDVI)相关性均达到极显著水平,与比值指数(RVI)相关性中只有RVI(950,550)、RVI(850,730)、RVI(800,730)和RVI(780,730)4个波段呈极显著正相关。RVI与叶片含水率相关性以RVI(850,730)最优,NDVI与叶片含水率相关性以NDVI(1050,550)最优。植株含水率也与RVI和NDVI呈正相关,相关性均较好,但NDVI优于RVI。RVI与植株含水率相关性以RVI(800,500)最优,决定系数为0.8490;NDVI与植株含水率相关性以NDVI(780,650)最优,决定系数为0.8645。     

不同氮肥水平下大豆叶片光谱反射率与叶绿素含量的相关性研究

用Unispec光谱分析仪和SPAD-502叶绿素仪测定不同生育时期不同氮肥水平大豆叶片光谱反射率及叶绿素含量,并分析了光谱植被指数与叶绿素含量的相关性。结果表明:不施氮肥处理光谱反射率高于施氮处理,随着施氮量的增加,大豆叶片光谱反射率下降,并初步断定结荚期是大豆氮素光谱营养诊断的敏感时期;随着氮肥水平的提高叶绿素含量增加;整个生育时期,除鼓粒期不施氮处理外其它处理的植被指数mND705与叶绿素含量均呈极显著正相关;在花期和结荚期,各处理的mSR705与叶绿素含量呈极显著正相关,PSSRc与叶绿素含量呈极显著负相关。     

基于冠层反射光谱的夏玉米叶片碳氮比监测

基于不同夏玉米品种在2个年份不同施氮水平下的田间试验,研究夏玉米叶片碳氮比随生育期的变化模式及其与冠层反射光谱的定量关系,建立玉米叶片碳氮比的定量监测模型。结果表明,夏玉米叶片碳氮比随施氮量的增加而降低,随生育进程呈"高-低-高"动态变化趋势。利用冠层反射光谱监测叶片碳氮比的适宜时期为孕穗期至吐丝期。13个光谱参数与2个品种叶片碳氮比有较好的相关性。通过比较模型的拟合决定系数(R2)和预测标准误(SE),确定转换型植被指数(TVI)与叶片碳氮比的线性回归方程为最佳监测模型。经不同年际独立试验数据的检验,叶片碳氮比监测模型的预测精确,相关系数(r)为0.682 4,根均方差(RMSE)为0.405 2,表明夏玉米冠层反射光谱可用来定量估测叶片碳氮比的变化状况。     

大豆/玉米间作对大豆叶片光合特性和叶绿素荧光动力学参数的影响

通过大田试验,研究了间作种植模式导致的遮阴对大豆叶片光合特性和叶绿素荧光动力学参数的影响.结果表明:间作处理增加大豆叶绿素含量、表观量子效率和CO2 补偿点,显著降低大豆叶片的羧化效率(CE)、光补偿点( LCP) 和光饱和点( LSP).间作大豆叶片净光合速率(Pn)日变化由"双峰"型变为"单峰"型,日光合总量显著低于单作.间作大豆叶片气孔导度(Gs) 提高, 蒸腾速率( Tr) 下降, 胞间CO2浓度(Ci)升高.此外,间作大豆叶片Fv、Fv/Fm和Fv/F0显著降低.大豆在间作导致的遮阴条件下通过提高表观量子利用效率,减少暗呼吸消耗,以利于植株在弱光环境下光合产物的积累.     

DCPTA和DTA-6对大豆叶片光合及叶绿素荧光特性的调控

叔胺类活性物质是一类具有高生物活性和低分子量特性的生物活性物质,其中DCPTA和DTA-6是该类化合物的典型代表.目前有关叔胺类活性物质的研究仅在生理效应上.未能揭示叔胺类活性物质对作物生长发育的调控,特别是对光合作用的调控,从而限制了叔胺类活性物质进一步推广应用.以大豆中黄13为材料,在温室和盆栽条件下,研究叶面喷施叔胺类活物质DCPTA和DTA-6对大豆苗期叶片光合特性、光合关键酶以及叶绿索荧光特性的调控机制.结果表明:DCPTA和DTA-6处理提高了大豆叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿索含量,降低了细胞间隙CO2浓度和叶绿索a/b值;提高了PEPC羧化酶和RuBP羧化酶活性;提高了大豆叶片PsⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效电子产量(ΦPsⅡ)和光化学淬灭(qP),降低了非光化学淬灭系数(qN);提高了大豆株高和生物量;DCPTA和DTA-6处理的适宜浓度分别为20 mg·L-1和10 mg·L-1.     

利用光谱反射技术监测不同地力和施肥条件下小麦生长和产量的变化

通过不同地力条件下的田间试验,利用光谱分析技术动态监测了变量施肥和传统施肥条件下小麦不同生育期的冠层光谱反射率的变化,并根据由冠层光谱反射率计算的植被指数分析了不同施肥条件对小麦长势、色素含量、水分含量和产量的影响。结果表明,变量施肥和传统施肥对小麦的增产效果基本相同,但变量施肥显著降低了肥料施用量,在三块不同地力的小区,变量施肥比传统施肥分别节约施肥量15.7％、68.0％和85.6％;施用拔节肥后,通过对植被指数（NDVI、OSAVI、WI、mSR705）的分析表明,变量施肥和传统施肥处理小麦的冠层结构、叶绿素含量和水分含量均优于对照,但两种不同施肥处理之间并没有明显差别。另外,对不同施肥处理后的小麦产量和不同植被指数的相关分析表明,在挑旗期和孕穗期,冠层光谱反射的植被指数与小麦产量呈显著正相关。因此,在显著节约肥料的情况下,变量施肥与传统施肥一样可以通过改善群体结构、冠层的叶绿素含量和水分含量促进小麦的生长,达到增产的效果,并且利用反射光谱技术可以快速、有效地对小麦长势和营养状况进行动态监测。     

傅立叶近红外漫反射光谱技术在花生脂肪酸分析中的应用

选取高油酸花生品系与普通油酸含量花生品种搭配的4个杂交组合共计987份F2种子,应用近红外反射光谱技术,结合偏最小二乘法,采用检验集检验,成功构建了花生油酸、亚油酸、棕榈酸、4种有害脂肪酸(棕榈酸、花生酸、山嵛酸、二十四碳烷酸)、碘值(IV)和不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸(U/S)等6个近红外模型。各模型决定系数(R2)分别达到94.67、95.72、86.36、83.71、94.90和73.53,预测根均方差(RMSEP)分别为2.52、1.91、0.60、0.67、1.57和0.27。各模型预测偏差分别为-4.399~4.838、-2.011~1.874、-1.247~1.438、-1.634~1.420、-2.231~3.733、-0.533~1.396,预测相对误差分别为0.562~9.687、0.055~7.010、0.642~12.72、0.636~11.464、0.217~4.145、1.582~17.934。上述模型可用于花生种子脂肪酸快速分析预测,在花生脂肪酸品质育种、高油酸花生种子生产和原料花生质量控制中具有重要价值。     

高光谱技术在烟草中的应用研究进展

随着遥感技术的快速发展,以光谱技术为核心的无损监测技术成为国内外研究的热点,并在农业领域得到了广泛应用。综述了水肥因素、品种差异、不同时期和叶位对烟叶冠层和叶片光谱的影响,以及高光谱技术在烟草叶面积指数、病虫害、产量和品质监测中的应用,以期为高光谱技术指导烟草生产提供一定的参考。     

光谱分析和光谱成像技术检测大豆品质的研究进展

光谱分析和光谱成像技术结合了化学计量学方法,可以用于检测物质中各成分的含量.随着我国大豆产业不断发展,光谱分析和光谱成像技术已应用到大豆品质检测技术的各个方面.本文介绍光谱分析和光谱成像技术的基本原理;归纳技术检测工艺,包括大豆检测状态、光谱预处理方法、光谱特征提取方法和常用建模分析方法;重点总结光谱分析和光谱成像技术...     

基于不同分析模型的大豆叶片SPAD值和LAI光谱估算比较

为探讨在大豆鼓粒期采用光谱技术估算叶片SPAD值和LAI的有效分析模型和方法,本研究以大田鼓粒期大豆为试验材料,在3个不同时段9:45～10:15(10AM)、11:45～12:15(12PM)和13:45～14:15(2PM)测量冠层全波段光谱反射率,并分别使用极限学习机(ELM)、偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)构建大豆叶片SPAD值和LAI估算模型,并对比不同模型分析结果的估算精度。结果表明：在各模型中,12PM和2PM测定的光谱反射率与大豆叶片SPAD值和LAI的拟合精度均高于10AM。基于RF的大豆叶片SPAD值估算模型验证集的R²为0.910,RMSE为2.006,MRE为3.684;基于RF的大豆LAI估算模型验证集的R²为0.916,RMSE为0.209,MRE为4.383,与ELM、PLSR和SVM相比,有更高的估算精度。综上结果说明大豆鼓粒期在11:45～12:15和13:45～14:15采用RF模型,运用全波段的光谱反射率估算大豆叶片SPAD值和LAI可得到较准确的结果。     

大豆叶片叶绿素含量与光谱的特征分析

用Unispec光谱分析仪和SPAD叶绿素仪测定了2个品种从初花期到成熟期的反射光谱和叶绿素含量.用SPAD叶绿素仪测定结果表明:每个时期均为合交98-1667的叶绿素含量高于合丰55号;用Unispec光谱分析仪测定结果显示:合丰55号大豆的光谱反射率高于合交98-1667,并且发现在可见光510 nm～610 nm处有一个叶绿素反射吸收峰,此吸收峰是大豆叶片上特有的一个特征值.数据统计分析表明:叶片叶绿素含量与光谱植被指数mSR705、mND705,和PSSRc具有极显著相关性.说明可以通过测量叶片光谱的方法来监测大豆叶片叶绿素含量.     

水分胁迫对大豆苗期叶片内源激素含量与保护酶活性的影响

在盆栽条件下,以大豆(Glycine max)绥农10号为材料,通过人为控制水分(干旱和水渍处理),比较叶片中几种内源激素含量变化的差异,研究水分胁迫对大豆幼苗保护酶活性的影响.结果表明:干旱处理提高了大豆苗期叶片内赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)的含量但也降低了玉米素核苷(ZR)和生长素(IAA)的含量,同时干旱处理提高了丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性;水渍处理降低了ABA含量和SOD活性,提高了IAA、GA以及MDA的含量.     

施肥和降水年型对土壤供水量和大豆水分利用效率的影响

基于中国科学院海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站的长期定位试验,利用海伦站内气象数据和中子仪测定的土壤水分数据,分析了丰水年(2006)、平水年(2008)和枯水年(2001和2004)条件下的无肥(CK)、化肥(NP)和化肥+有机肥(NPM)处理对大豆耗水量、土壤供水量和大豆水分利用效率的影响。从4 a的平均值分析,大豆耗水强度最大时期为开花-鼓粒期。施肥增加了大豆的耗水量,与CK相比,NP和NPM的耗水量分别增加了0.92%和2.21%,其中施肥增加大豆耗水量的效应在枯水年表现得更为显著。大豆消耗的水分除了大气降水以外,还有土壤供水量,在降水最为缺乏的大豆鼓粒-成熟期,与CK相比,NP和NPM土壤供水量分别增加了11.72%和23.48%。在观测的4 a中,大豆水分利用效率均表现为CK相似文献   

灌溉方式对大豆光合性状及土壤水分利用率的影响

设置均匀灌溉、固定隔沟灌溉、交替隔沟灌溉3种灌溉方式,分别在大豆开花期、结荚期和鼓粒期进行灌溉,每次单沟灌水量分为60、45和30 mm 3个水平,以不灌溉为对照,研究了灌溉方式对大豆光合特性的影响.结果表明:灌溉可极显著提高大豆叶片的光合速率和大豆产量,交替隔沟灌45 mm的R4期光合速率、产量与交替隔沟灌60 mm差异不显著,而且土壤水分利用效率最高,从节水增产增效角度分析,交替隔沟灌溉45 mm的灌溉方式最佳.     

水稻不同叶位层物理结构与冠层反射光谱的定量研究

 研究了不同土壤水分、施氮条件下水稻冠层反射光谱与冠层生长特征（叶面积指数、叶片干质量和鲜质量）的量化关系。结果表明，不同层次叶面积指数、叶片鲜质量和叶片干质量与冠层光谱的相关性大小均为：L12345>L1234>L123>L12>L1，而顶部5张叶片的面积和生物量（干、鲜质量）对冠层特征反射光谱的贡献大小顺序为：L2>L1>L3>L4>L5，顶部2张叶片对冠层光谱作用最大。发现比值指数R(760,710) 与水稻叶面积指数呈极显著线性相关；而比值指数R(1650,1100) 与水稻地上部鲜质量和干质量均呈极显著幂函数相关关系。因此，比值指数R(760,710) 和R(1650,1100) 可分别用来定量反演水稻叶面积信息和地上部生物量信息。     

光谱诊断马铃薯叶片氮素敏感波段的研究

利用Unispec-SC光谱仪测定马铃薯叶片光谱反射率,寻找马铃薯叶片氮含量的敏感波段并计算相应的植被指数。结果表明:在可见光波段范围内,550 nm和580 nm 2个波段的光谱反射率与氮含量的相关性较好;在近红外区域,820 nm、900 nm和1 005 nm 3个波段与氮含量的相关性达到了显著水平。利用上述波段计算植被指数,在1 005 nm和580 nm组合的波段,植被指数与氮含量相关性最好并且以DVI的相关系数最高,r=-0.8994,达到了显著水平。     

水稻冠层反射光谱特征与籽粒品质指标的相关性研究

系统分析了水稻籽粒加工品质、外观品质、营养品质等与水稻冠层反射光谱特征之间的相关性。结果表明,成熟期冠层反射光谱指数与水稻籽粒加工品质呈显著负相关,尤其是1650 nm和660 nm的比值和归一化组合,决定系数高达0.8以上。籽粒的外观品质与冠层光谱特征之间的关系不明显。籽粒蛋白质含量则与大多数生育时期的冠层光谱比值指数和归一化指数呈极显著相关,相关系数多在0.80以上;而淀粉含量与灌浆盛期的710 nm和660 nm的比值和归一化组合相关性最好。说明通过遥感手段来预测水稻籽粒的加工品质和营养品质指标是可行的。     

基于光谱指数的冬小麦冠层叶绿素含量估算模型研究

为探索对冬小麦冠层叶绿素含量反应敏感的高光谱波段组合,同时比较不同光谱指数对小麦冠层叶绿素含量的估测效果,通过分析350~2 500nm波段范围内原始光谱反射率及其一阶导数光谱的任意两两波段交叉组合而成的主要高光谱指数与冬小麦冠层叶片叶绿素含量的定量关系,建立冬小麦冠层叶绿素含量估算模型。结果表明,选用归一化光谱指数(NDSI)、比值光谱指数(RSI)、差值光谱指数(DSI)和土壤调节光谱指数(SASI)建立的冬小麦冠层叶绿素含量监测模型决定系数均大于0.71,标准误差均小于1.842。利用独立试验资料进行检验,表现最好的是RSI(FD_(689),FD_(609))和SASI(R_(491),R_(666))L=0.01,预测精度高达98.2%,模型精确度和可靠性较高。