菜油兼用型油菜籽粒油酸含量的高光谱模型构建

【目的】基于高光谱特征初步判别油菜摘薹情况,为实现高光谱反演籽粒油酸含量提供理论指导。【方法】使用FieldSpec 3地物光谱仪采集油菜盛花期叶片光谱数据,采用Agilent GC-MS 7980B气相色谱仪分析摘薹和未摘薹处理的籽粒油酸含量,比较2组处理的平均原始光谱反射率特征,及其油菜叶片原始及一阶微分光谱反射率与籽粒油酸含量相关性,在此基础上构建基于原始光谱特征波长的支持向量机（SVM）判别模型、基于光谱参数的油酸含量二项式模型、基于一阶微分光谱特征波长的油酸含量多元线性逐步回归（MLSR）及偏最小二乘回归（PLSR）预测模型,并利用独立样本T检验对模型精度进行验证。【结果】发现未摘薹及摘薹处理的平均原始光谱反射率曲线在760~1080nm波段存在一定差异。未摘薹及摘薹处理的原始光谱反射率与籽粒油酸含量相关性曲线存在一定差异,未摘薹处理的原始光谱反射率在484~956和1001~1146 nm波段与籽粒油酸含量呈正相关,摘薹处理的原始光谱反射率在1882~2111和2324~2499 nm波段与油菜籽粒油酸含量呈正相关,说明摘薹会影响油菜光谱反射率与籽粒油酸含量的相关性表现。选取位于760~1080 nm波段4个拐点波长（760、920、970和1080 nm）的原始光谱反射率作为自变量,用以构建SVM判别模型,经过多次随机取样比较构建所有SVM判别模型,发现最佳判别模型的训练集样本总体精度为86.1%,验证集样本总体精度为77.8%,说明利用高光谱技术判别油菜是否摘薹具有一定的可行性。光谱参数模型中RVI模型对未摘薹处理油菜籽粒油酸含量的反演效果最佳,且该模型与未摘薹处理籽粒油酸含量的相关系数（-0.705）最高。比较全部油菜籽粒油酸含量预测模型类型,PLSR模型对未摘薹处理籽粒油酸含量预测精度最高,其训练集R2=0.590、RMSE=0.610,MLSR模型对摘薹处理籽粒油酸含量预测精度最高,其训练集R2=0.773、RMSE=0.874。利用独立样本T检验对二者模型测试集样本进行验证,未摘薹样本P=0.839,摘薹样本P=0.858,二者样本实测值与预测值均无显著差异（P>0.05）,模型合理,说明利用高光谱技术对油菜籽粒油酸含量进行预测可行。【建议】引入随机森林等机器学习算法,更好地选取特征波长（显著相关波长或全波段等）,提高光谱数据对油菜籽粒油酸含量的预测能力。后期的试验应侧重于多品种油菜籽粒油酸含量估测研究,探索高光谱技术估测油菜籽粒油酸含量是否具备普遍的可行性。利用高光谱技术反演其他油菜籽粒品质指标,为高光谱遥感监测油菜品质提供理论依据。     

基于Logistic模型水稻地上部干物质与叶面积指数模拟与分析

为研究"单本密植-大苗机插"技术下水稻地上部干物质积累量以及叶面积指数增长特性,以晶两优华占为材料,在3种大田种植密度(常规密度D0:16万穴·hm-2、中密度D1:19万穴·hm-2、高密度D2:24万穴·hm-2)和2种施肥(常规施肥处理N0、减施肥处理N1:常规施肥基础上减肥24.19％)下比较其产量形成差异,运...     

杂交稻有序机抛增密减肥处理对产量及肥料偏生产力的影响

研究全程机械化条件下有序机抛技术增密减肥处理对杂交稻主要生育期地上部干物质积累、肥料偏生产力以及产量的影响。以水稻品种晶两优华占为试验材料,采用有序机抛技术,设置常规密度（D0：16万穴/hm²）、中密度（D1：19万穴/hm²）和高密度（D2：24万穴/hm²）3个移栽密度以及常规施肥处理（N0）和减量施肥处理（N1：常规施肥基础上减肥26.56%）2个施肥水平。结果表明,移栽密度和施肥量对水稻主要生育期地上部干物质积累、肥料偏生产力和产量均存在显著影响;与D0N0处理相比,D2N1处理有利于维持千粒重,协调穗、粒矛盾,且有效提高主要生育期地上部干物质量、肥料利用率（42.44%）及产量（4.47%）。相关分析表明,产量与移栽密度显著相关（r=0.53^*）,说明在减施肥料条件下,移栽密度对产量产生较大影响。在常规施肥基础上减施肥料26.56%,移栽密度24万穴/hm²,能提高水稻产量以及肥料偏生产力,为增密减肥的最佳处理。     

基于涡度相关法的水稻光能利用率研究

为探讨水稻生长季内光能利用率（light use efficiency，LUE）的动态特征，使用2020年5—9月稻田通量观测资料，应用简单相关分析和通径分析方法，分析环境因子对光能利用率的影响。结果表明，水稻生长季LUE日平均值为0.95%，波动范围为0.25%~2.23%，小时尺度表现为早晚值较高、中午值较低，日动态上呈现先升高后降低的单峰曲线变化；日尺度上的LUE主要受光合有效辐射和空气温度影响。研究为合理利用农田生态系统资源、推动LUE在生产力模型中的应用提供了理论依据。     

两种新型机械移栽方式下不同肥密处理水稻生长及产量差异研究

以晶两优华占为供试材料，比较研究了印刷播种无盘育秧大苗机插技术、机钵体育秧有序抛栽技术下不同肥密处理对水稻生长发育及产量的影响。结果表明，在水稻分蘖期，有序机抛移栽方式水稻茎蘖数比大苗机插移栽方式多，两种移栽方式下均是减肥增密处理低于常肥常密处理；水稻各生育时期单位面积地上部干物质积累量表现为有序机抛移栽方式高于大苗机插方式，两种移栽方式下减肥增密处理高于常肥常密处理12.00%～14.00%。两种移栽方式下移栽密度为17 cm×25 cm、肥料减施24%时产量较高，比对照（常肥常密）提高4.54%～6.23%。