作物叶片叶绿素含量与SPAD值相关性研究

测定了水稻、棉花、玉米、高梁、大豆等夏季农作物叶片的叶绿素含量和SPAD-502值,确定了两者的最佳相关函数,经检验,均达到极显著水平.用SPAD-502叶绿素计和相关函数可迅速测定作物叶片的叶绿素含量.     

SPAD-502叶绿素仪在烤烟生产中的应用研究

采用田间试验的方法,研究了SPAD-502叶绿素仪与烤烟叶绿素含量的关系,探讨SPAD-502叶绿素仪在烤烟生产中的应用前景。研究结果表明:叶绿素仪在烤烟上的最佳测量部位为叶片基部;不同叶位、不同成熟度烟叶的叶绿素仪读数与叶绿素含量之间呈显著相关,其线性关系可用方程y=ax b来拟合。     

3种小檗科植物叶片SPAD值与叶绿素的相关性及通径分析

阔叶十大功劳、狭叶十大功劳及南天竹同为小檗科植物,其叶片表观性状存在较大差异。为了考察上述3种植物叶片SPAD值与叶绿素的相关性,运用SPAD-502Plus叶绿素仪和分光光度法分别测定这3种植物叶片的叶绿素含量,并引入叶鲜质量与叶面积比(ratio of leaf fresh mass and leaf area,SLW)作为叶片厚薄的特征参数;再应用通径分析进一步探讨叶片特征参数和各叶绿素参数对SPAD值的直接或间接影响,最后建立SPAD值与叶绿素a及叶绿素b和总叶绿素的线性函数、二次多项式函数、指数函数及乘幂函数的拟合方程,并根据决定系数(R2)确定最佳拟合曲线。研究表明:SPAD值与叶绿素含量在单位叶鲜质量表示下相关性不强,但在单位叶面积表示下成极显著相关;通过通径分析发现在考察的各参数中对SPAD值影响最大的是叶绿素a含量,说明SPAD-502Plus叶绿素仪有效地消除了叶片厚度等对测量结果的影响;在所建立的拟合方程中,SPAD值与叶绿素含量的非线性拟合效果要优于线性,并且不同种植物的最佳数学模型各有不同。上述分析说明,利用SPAD-502Plus叶绿素仪快速、无损地评估在体植物叶片的叶绿素含量是可行的。     

基于连续投影算法与BP神经网络的玉米叶片SPAD值高光谱估算

叶片叶绿素含量是评价作物生长状况的重要指标。为实现玉米叶片叶绿素含量的准确、高效高光谱估测,以玉米大田试验为基础,于7月1日(大喇叭口期)、7月19日(灌浆初期)和8月18日(腊熟期)利用ASD高光谱仪和便携式叶绿素仪(SPAD-502)分别测定了玉米叶片高光谱数据和叶绿素含量相对值SPAD;利用连续投影算法提取出玉米叶片光谱的特征波长,再用BP神经网络构建SPAD值的估算模型,并对模型进行验证。结果表明,3个日期的分段监测模型及统一监测模型的R2分别为0.885,0.900,0.675,0.827;RMSE分别为2.156,2.103,3.236,2.651;7月1日模型、7月19日模型和统一监测模型均具有较高的精度,同时检验模型RPD均大于2,具有很好的预测能力;而8月18日的监测模型表现较差(RPD=1.641),但也达到可用水平。表明利用连续投影算法结合BP神经网络可以进行玉米叶片SPAD值的高光谱估算。     

小麦叶片叶绿素含量测定及其与SPAD值的关系

用分光光度计法和SPAD-502叶绿素仪法分别测定小麦叶片的叶绿素含量。结果表明,使用分光光度计法浸泡叶片比研磨叶片测得的叶绿素含量略高,且误差较小,两种处理提取叶绿素的含量呈显著正相关;SPAD值与分光光度计法测定的小麦叶绿素含量呈显著正相关,经数学模型检验,在抽穗期SPAD值与叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量的最佳数学模型为乘幂模型,而在开花期SPAD值与叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量的最佳数学模型分别为乘幂模型、指数模型和对数模型。     

不同玉米品种生育期叶片SPAD值的比较

利用SPAD-502叶绿素仪测量不同品种生育期不同叶片部位的SPAD值,研究不同玉米品种间叶绿素水平的差异。结果显示,玉米大喇叭口期、抽丝期和灌浆期叶片SPAD值的变化趋势不相同,各玉米品种间SPAD值变化趋势一致。玉米同一叶片不同位置SPAD值存在差异,叶片基部SPAD值与叶绿素含量相关系数为0.931 1,叶片中部SPAD值与叶绿素含量相关系数为0.962 9,叶片尖部SPAD值与叶绿素含量相关系数0.870 7。叶片中部SPAD值与叶绿素含量相关性较高。     

基于可见-近红外光谱技术的油菜叶片叶绿素含量无损检测研究

    为了快速无损获取油菜叶片叶绿素含量信息,试验研究了油菜叶片的可见-近红外反射光谱特性与叶绿素含量之间的定量关系.试验采集140个油菜叶片样本,其中70个样本用于建模,另外70个样本用于模型预测.光谱曲线扫描采用美国USB4000光纤光谱仪,叶绿素含量值采用日本Minolta 公司生产的SPAD-502仪测定.实验发现,波段范围680～730 nm处的光谱吸光度与油菜叶片叶绿素含量之间具有显著相关性.同时发现油菜叶片厚度对建模预测精度有较大影响.试验首先用待定系数法构造叶绿素含量预测方程;然后用标准遗传算法对其进行参数优化.试验确定最优光谱范围是696.82～716.53 nm.不考虑叶片厚度时,建模和预测关联度r分别是0.4823 和0.5649.考虑叶片厚度校正后,建模和预测关联度r分别提高到0.8936 和0.9178.说明基于可见-近红外反射光谱技术实现油菜叶片叶绿素含量快速无损检测是可行的.     

基于低成本无人机的水稻叶片SPAD值遥感估测

叶绿素作为植物体内参与光合作用的重要色素,其含量可反映出水稻生命体征。SPAD-502 plus叶绿素仪所测定的SPAD值常用于代表叶绿素含量,但其仅能反映叶绿素含量在空间上的点状分布。本文采用低成本消费级无人机拍摄水稻冠层图像,经图像处理后,发现遥感指数R与剑叶SPAD值的相关关系显著,所建立的SPAD值预测模型具有较高的预测精度,为农户小尺度田块的水稻监测提供了一种方便灵活、低成本的有效方法。     

基于小麦冠层近地多光谱图像的叶绿素(SPAD值)估测方法

选择山东省泰安市山东农业大学实验田为研究区,利用ADC便携式多光谱相机和SPAD-502叶绿素计采集该区泰农18和山农15两个品种小麦越冬期、返青期、起身期冠层近地多光谱图像和SPAD值,构建不同生育期小麦的归一化植被指数(NDVI)与SPAD值的线性、对数、乘幂、指数、二次函数5种模型,进而优选小麦叶绿素含量最佳估测模型。结果显示:泰农18和山农15两个小麦品种不同时期的SPAD值与NDVI值均具有极显著相关关系(P0.01),相关系数在0.797~0.915之间;泰农18小麦冠层SPAD值估测最佳模型为y=68.585x0.5841,山农15小麦冠层SPAD值估测最佳模型为y=124.4x~2+23.212x+44.973。该研究探索了基于近地多光谱数据的小麦叶绿素含量估测方法,为小麦叶绿素含量估测及营养诊断提供了一种快速有效的技术方法。     

水稻叶片叶绿素含量与吸收光谱变量的相关性研究

采用小区试验研究了水稻叶片叶绿素含量与吸收光谱衍生变量的相关性。结果表明：拔节期、抽穗期和灌浆期是水稻叶片诊断的敏感时期;选择最佳的敏感波段组合构造衍生变量,利用光谱衍生变量反演水稻叶片叶绿素含量。发现：在抽穗期和灌浆期,对数相加模型的反演能力明显优于SPAD值的反演能力。SPAD值的反演能力仅在拔节期略优于对数相加模型的反演能力,说明用每个生育期的相应敏感光谱波段对数相加能更加准确地估测叶绿素含量。本文为进一步改进SPAD-502的测量性能提出一些探索性研究。     

冬小麦冠层水平叶绿素含量的高光谱估测

【目的】利用高光谱数据对抽穗期冬小麦冠层叶绿素含量进行估测,旨在为叶绿素含量快速准确估测提供参考。【方法】利用ASD便携式野外光谱仪和SPAD-502叶绿素仪实测了冬小麦抽穗期冠层光谱反射率及叶绿素含量,并对原始光谱反射率及其一阶导数光谱与叶绿素相对含量进行了相关分析,建立了基于敏感波段、红边位置、原始光谱峰度和偏度、一阶导数光谱峰度和偏度的叶绿素估算模型,并进行检验,从中筛选出精度最高的模型。【结果】冬小麦冠层光谱曲线特征与叶绿素含量之间有着密切联系。基于原始光谱一阶导数偏度和峰度的冬小麦(抽穗期)叶绿素含量估算模型拟合精度优于其他4种估算模型,决定系数R2分别为0.847和0.572,均方根误差RMSE分别为0.397和0.697,相对误差RE分别为61.0%和119.0%,拟合精度优于其他4种估算模型。【结论】原始光谱一阶导数的偏度和峰度作为自变量能很好地估测抽穗期小麦冠层叶绿素含量。     

不同烤烟品种叶绿素SPAD值的变化特征

采用田间试验方法,运用SPAD-502叶绿素仪对K326、红花大金元(HD)、NC82、辽烟13号4个烤烟品种生长期的叶片叶绿素SPAD值进行了测定.结果表明,不同的烤烟品种表现出了不同的特征特性,叶片叶绿素SPAD值及SPAD值相对变化率不仅与品种有关,也与测定叶片的部位有关.     

生境与农艺措施对羊草叶绿素(SPAD值)的影响

采用SPAD-502叶绿素仪,测试5个中科系列羊草品系叶绿素(SPAD值),分析不同生境(土壤类型)及农艺措施对羊草叶片SPAD值的影响,探索利用SPAD-502叶绿素仪快速评价出种植羊草生境条件及人为农艺措施的合理性。结果表明,羊草Y1品系与Y3、B、BG、BG-2品系叶片SPAD值之间存在显著差异;不同生境(土壤类型)下,同一羊草品系叶片SPAD值之间也存在显著差异;随着种植密度增加,羊草叶片SPAD值呈增大趋势,但是密度超过195万株/hm2时羊草SPAD值下降;不同栽培方式、刈割羊草留茬高度及刈割时间对羊草叶片SPAD值均不会造成显著影响;叶片SPAD值与株高相关关系,可用Cubic模型y=133.248-6.624x+0.161x2-0.01x3拟合。且采用SPAD叶绿素仪测定叶绿素的方法简便快捷,不破坏叶片结构,可作为羊草产量、质量、适地适草的测试指标之一。     

枣树品种试管苗叶绿素含量分析

以枣树(Ziziphus jujuba Mill)3个品种的试管苗叶片和大田苗叶片为材料,采用丙酮-乙醇提取法和SPAD-502(Minolta Co.Japan)便携式叶绿素计活体测定法测量其叶绿素的含量.结果表明,枣树3个品种大田苗的叶绿素含量均大于试管苗的叶绿素含量.     

菜心叶片SPAD值与叶绿素含量的相关性分析

以菜心的两个品种:"三月青"和"青柳叶"为试验试材,利用SPAD-502叶绿素仪与丙酮乙醇混合法对其叶绿素含量进行测定,以及对测量数据进行线性、对数、乘幂和指数函数的相关性比较分析,来探究菜心叶片SPAD值与叶绿素含量之间的相关性。结果表明:不同菜心品种的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及SPAD值都各不相同。通过相关性分析,发现叶绿素含量与SPAD值均呈现显著的相关关系。由此表明,可以利用叶片SPAD值很好地反映整个植株的叶绿素含量水平,通过建立方程式就可以由SAPD值计算出叶绿素的含量。此法简便易行,并且不损害叶片,可以保留植株的完整性。     

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%。     

甜柚叶绿素含量高光谱无损检测模型

目的 为监测甜柚Citrus maxima果树生长健康状况及预测甜柚产量,以赣州南康地区一片甜柚果园为研究对象,建立甜柚叶片叶绿素含量检测模型。方法 使用Field Spec4便携式地物光谱仪和SPAD-502叶绿素仪测定甜柚叶片光谱及SPAD值,分别采用单变量回归、逐步回归及偏最小二乘法(PLS)构建其叶绿素含量高光谱无损检测模型并进行精度检验。结果 原始光谱在553 nm处、一阶光谱在692和752 nm处的反射率与叶绿素含量相关性最高,这3个波段为甜柚叶片光谱反射率敏感波段;当主成分个数为4时,PLS具有最高的精度,且基于PLS技术所建立的模型较单变量、逐步回归模型精度更好,模型拟合度较高,其决定系数(r²)最高,为0.869,均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)最小,分别为3.013和6.82%。对原始光谱、一阶导数光谱及PLS拟合的估测模型进行对比分析显示,PLS模型无论是从建模样本精度还是模型预测能力方面均优于前2种传统模型。结论 PLS模型适合于利用高光谱数据进行叶绿素含量的估测,可作为甜柚叶绿素含量的最佳无损检测模型。     

叶绿素计(SPAD-502)在水稻氮素营养诊断和推荐施肥中的应用、研究及展望

叶绿素计(SPAD-502)在追踪作物叶片氮素营养水平和确定适宜氮肥追施量所需的信息方面具有便捷、快速、无损叶片的优势。但是,作物的品种、生育时期、不同叶位、叶片的位点、厚度和生态环境等因素对SPAD值会产生较大影响,这给SPAD计的广泛应用提出了新的挑战。着重分析了水稻品种及上述影响因素对SPAD计在诊断水稻叶片氮含量中的影响,并提出了消除这些影响因素的方法。详细阐述了量化SPAD值与叶片氮含量和追肥方案的关系,以提高作物的氮素营养诊断和施肥的精度。重点分析其在水稻叶片氮素营养诊断中的优势及出现的瓶颈问题,并提出解决这些问题的思路,为SPAD计在水稻定量施氮和提高氮肥利用率方面的应用推广开辟更广阔的空间。     

红壤旱地不同施氮量对冬萝卜莲座期光合色素的影响

在红壤旱地,施用不同量的尿素,分别用丙酮溶液和MinoltaSPAD-502叶绿素计在实验室和田间测定冬萝卜莲座期叶片光合色素的含量,研究不同施氮水平对萝卜叶片光合色素的影响及通过光合色素为冬萝卜施肥提供较好理论依据。结果表明,不同施氮水平和光合色素平均增量呈线性关系,其中施氮水平与光合色素平均增量、叶绿素平均增量和叶绿素a平均增量达到极显著相关,与叶绿素b增量和类胡萝卜素平均增量达到显著相关水平。并且,冬萝卜叶片叶绿素a/b比值随着施氮水平的提高而降低。室内分光光度法分析的冬萝卜叶片叶绿素含量与SPAD-502叶绿素仪测定的叶绿素SPAD值呈极显著正相关关系。     

3种幼林叶片的叶绿素和养分特征

用紫外分光光度计对不同密度的大叶相思Acacia auriculiformis、火力楠 Michelia macclurei、红苞木Rhodoleia championii幼苗叶片的叶绿素含量进行了测定,并用半微量凯氏法、钼兰比色法和原子吸收光度法对3种幼苗叶片的N、P、K、Ca、Mg含量进行了分析.研究结果表明:3个树种叶片的叶绿素含量与对应的叶绿素测定仪SPAD-502的读数存在显著的指数相关关系,并随着密度的增加而增加. 大叶相思林分中高密度林分的各种养分含量最高,红苞木林分的中密度林分的养分含量最高,高密度林分的养分含量低. 大叶相思叶片的N和Mg含量高而P含量低,火力楠叶片的K和Ca含量高而Mg含量低,红苞木叶片的P含量高而N和K含量低.