基于水稻冠层高光谱的叶片SPAD值估算模型研究

为进一步提高水稻冠层光谱对叶片叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)值的反演精度,利用光谱仪和叶绿素计实测了水稻全生育期的冠层高光谱反射率和SPAD值,并对原始光谱反射率及一阶导数光谱与叶片SPAD值进行了相关性分析;利用主成分分析(principle component analysis,PCA)对原始光谱数据进行降维,将得到的主成分作为输入变量,分别应用逐步多元线性回归分析法(stepwise multiple linear regression,SMLR)与支持向量回归(support vector regression,SVR)构建叶片SPAD值的高光谱估算模型;另分析322种冠层光谱参数与叶片SPAD值之间的相关关系,筛选相关系数高的14种特征参数作为输入变量,分别应用逐步回归与支持向量回归构建SPAD值的高光谱估算模型,并进行验证。结果表明,叶片SPAD值与水稻冠层原始光谱反射率的相关性在669 nm处高达-0.876,与一阶导数光谱的相关性在543 nm处最高达-0.834;不同模型的精度值各异,以特征参数为输入变量建立的逐步回归模型和SVR模型的均方根误差RMSEv分别为2.926、3.895,相对分析误差RPD分别为2.064、1.55。而基于主成分分析建立的逐步回归模型和SVR模型的RMSEv分别为3.349、2.631,RPD分别为1.803、2.295。对比发现主成分分析结合支持向量机模型可以很好地预测叶片SPAD值。     

基于主成分分析的最小数据集的肥力指数构建

土地肥力评价对江西红壤地区土壤的农业生产非常重要。目前土壤肥力评价使用的指标多且没有统一标准,构建最小数据集肥力指标的肥力指数综合模型能够为农业管理者提供足够的肥力信息。通过对来自吉安县、余江县和兴国县240个土壤样品的全部肥力指标因子进行主成分分析提取最小数据集的肥力指标,并对全部指标建立的肥力指数和最小数据集建立的肥力指数进行相关分析和分类后的配对分析。结果表明提取的最小数据集的肥力指标因子有有机质、pH,阳离子交换链和粘粒含量4种,基于4种肥力指标建立的肥力指数和全部指标建立的肥力指数相关性极显著,相关性达0.92,分类后的整体准确率为88.75%,kappa因子为0.82,基于主成分分析提取的最小数据集建立的肥力指数和全部指标建立的肥力指数一致,能够较好代表全部肥力指标信息。     

油茶叶片叶绿素含量高光谱估测的偏最小二乘模型参数选择

[目的]利用高光谱技术估测植物叶片叶绿素含量时,如何在高维的光谱数据中选择有效的高光谱参数作为估测模型的输入矢量是估测叶绿素含量精度的关键.[方法]以南方丘陵地区油茶为试验材料,收集了182份油茶叶片光谱反射率及叶绿素含量样本,综合分析了敏感波段、光谱指数、高光谱特征参数和全波段(400～1350 nm)4个不同高光谱...     

密植减氮对三熟区不同肥力红壤稻田作物产量和耕层氮素的影响

2017-2018年在长江中游三熟制区(江西进贤)开展油菜—早稻—晚稻3季作物田间试验,初步探究了油稻稻秸秆还田下密植减氮对不同肥力红壤稻田作物产量和耕层氮素的影响,为三熟制区资源节约型与环境友好型生产技术发展提供参考。结果表明:在油稻稻三熟秸秆还田条件下,提高土壤肥力和增加种植密度能够促进油菜及双季水稻群体生长,显著提高作物产量。增密30%、减氮20%的密植减氮处理,可以满足油稻稻3季作物生育期内的氮素需求,保证作物正常生长,并明显提高氮肥利用率。总体而言,密植减氮栽培能够达到甚至略高于常规栽培的产量水平,尤其是在高肥力条件下。短期内的密植减氮栽培并不会造成耕层土壤全氮含量及库容量显著降低,但在低肥力条件下显著降低了耕层的碱解氮含量及库容量。     

施氮和接种根瘤菌对红壤旱地花生产量、氮素吸收利用及经济效益的影响

以花生品种粤油256为供试材料,采用田间随机区组试验,设置9个处理:不施氮肥(N_0)、50%施氮量(N50)、75%施氮量(N75)、100%施氮量(N100,即当地习惯施氮量135kg·hm~(-2))、125%施氮量(N_(125))、150%施氮量(N_(150))、50%施氮量+接种根瘤菌(N50+RI)、75%施氮量+接种根瘤菌(N75+RI)、100%施氮量+接种根瘤菌(N_(100)+RI),研究了施氮和接种根瘤菌对南方红壤旱地花生产量、氮素吸收利用及经济效益的影响。结果表明:适量施氮会促进花生生长,过量施氮会产生不利影响。单施氮肥的增产效果有限,增产幅度在9.8%~13.5%之间。施氮配合接种根瘤菌比相对应的单施氮肥处理增产0.7%~11.7%,当氮肥施用不足时(N50)接种根瘤菌的效果不明显,仅增产0.7%;氮肥施用适量时(N_(75)和N_(100))接种根瘤菌增产效果明显,分别增产11.4%和11.7%。本试验条件下以N75+RI处理,即施氮101.25kg·hm~(-2)配合接种根瘤菌的效果最佳,产量达到5 169.1kg·hm~(-2),比对照(N0)增产26.1%,还明显提高了花生各器官的含氮量、吸氮量、氮肥利用率和经济效益。施氮配合接种根瘤菌是提高我国南方红壤旱地花生产量和经济效益的有效措施,本研究可为该区域花生的高产高效种植、科学合理施肥提供理论依据。     

赣南夏伏大棚黄瓜品种筛选试验

从国内种企引进黄瓜新品种12个,在赣南地区进行高温夏伏茬品种筛选试验,调查各品种的综合性状。试验结果表明,金胚99-3 F1、德瑞特系列(313、346和357)、超早一号、碧翠19以及Nun32124抗病性、耐高温阴雨天气表现优良,整体生长势强、产量高、经济效益好,可作为赣南夏伏茬口蔬菜栽培选择品种。     

GIS在土地整治项目规划布局中的应用

目前GIS已成为土地整治项目规划布局中的一个重要工具。探讨了GIS技术在土地整治项目规划布局设计中的应用,重点介绍了其在土地平整工程、农田水利工程和田间道路工程的设计布局,并以赣县韩坊乡梅街村土地整治项目为例,运用ArcGIS桌面地理信息系统软件得到该区规划布局图。土地整治规划布局与GIS结合应用,可降低整治的难度,同时提高布局的准确性。     

基于冠层高光谱信息的水稻生长监测应用研究进展

水稻是我国主要的粮食作物,与传统的诊断方法相比,光谱与成像技术具有快速、准确、无损探测和获取水稻养分生理信息的优势,是水稻生长监测和田间精细化管理以及指导农业生产不可或缺的理论基础和关键技术。介绍高光谱技术常用的数据处理与变换方法、建模与模型验证方法,总结国内外近40年来光谱分析技术在叶面积指数、生物量、养分、叶绿素含量、植被指数、病虫害和水分等作物生长信息检测中的应用研究进展,剖析水稻光谱诊断技术亟待解决的问题,为提高水稻精确管理水平和实现精准农业提供技术支撑。最后指出,基于计算机视觉和图像处理技术,利用数码相机RGB(red,green,blue)和HSV(hue,saturation,value)等2种颜色模型以及在多因子交互作用条件下进行水稻参数分析是未来的发展趋势。     

水稻高光谱遥感监测研究综述

高光谱遥感技术凭借其可以快速、实时、准确、无损地获取水稻生长信息的优势,已经成为监测水稻生长状况的重要手段。本研究综述了高光谱遥感技术在水稻长势监测(包括叶绿素含量、叶面积指数和地上生物量)、产量估算、养分诊断(包括氮素、磷素和钾素)、数据处理与反演方法等领域的国内外研究进展,并针对目前的研究进行了展望,以期为水稻的精准管理提供参考。