高温胁迫下水稻产量的高光谱估测研究

为了定量分析不同生育期冠层反射光谱参数与水稻产量及产量构成要素的相互关系,确定能够准确预测高温胁迫下水稻籽粒产量的敏感光谱参数,通过盆栽试验,测定了孕穗期4种温度胁迫处理后的2个水稻品种不同生育期冠层高光谱反射率以及成熟后的理论产量、实际产量、穗数、每穗粒数、千粒重、穗长、穗干质量和结实率。结果表明,相对于蜡熟期的光谱参数,抽穗期和灌浆期的光谱参数与理论产量、实际产量、穗数、每穗粒数、千粒重、穗长、穗干质量以及结实率的相关性都较高,均达到显著水平。此两个时期可以作为预测水稻产量的关键时期。其中,差值植被指数DVI[810,A(450,560,680)]、垂直植被指数PVI(810,680)、红边幅值Dλred和红边峰值面积可以同时预测成熟水稻的理论产量和实际产量。而差值植被指数DVI(810,450)和DVI(810,560)、垂直植被指数PVI(810,680)和Dλred可以同时预测成熟水稻的穗数、每穗粒数和千粒重。相对于灌浆期的模型,抽穗期的模型能较可靠地监测水稻产量。     

钙镁磷肥施用量对烤烟‘K326’产质量的影响

以‘K326’为材料,探讨了烤烟产质量对钙镁磷肥不同施用量的响应。结果表明:随着钙镁磷肥施用量的增加,烤烟主要农艺性状指标趋好,均价提高;而产量和产值、上等烟和中上等烟叶比例均是先增加后减少,其中以施用量375 kg/hm~2最高;烤后烟叶的淀粉、氯、总糖、烟碱含量随施用量的增加而减少,钾含量随施用量的增加而增加。综合考虑,以施用钙镁磷肥375 kg/hm~2处理的效果最佳。     

甘蓝型油菜分枝籽粒油酸含量的光谱估测

为寻找最佳光谱检测部位,创新一种高油酸油菜种质资源筛选方法,以44个高油酸含量的甘蓝型油菜为材料,按照从主茎、一次分枝到二次分枝的顺序,采集籽粒反射光谱及油酸含量数据,分析不同部位的原始及一阶微分光谱与对应籽粒油酸含量的相关关系,建立了基于全波长、特征波长的逐步多元线性回归(stepwise multiple line...     

玉米叶片高光谱反射率、吸收率与色素含量的关系比较分析

分析测定了大田试验条件下11个玉米品种的3个氮肥处理、2个密度处理和6个生育期的150张叶片在350～2500nm波段的反射率和吸收率及其叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量。玉米叶片在叶绿素吸收波段的最大吸收波长位于665nm附近,665nm处叶片的吸收率与反射率间呈高度负相关(R2=-0.7533,n=150),而吸收率较高(>92%)的叶片的相关性明显强于吸收率较低的叶片。基于近红外波段和叶绿素吸收波段(红波段)或叶绿素反射波段(绿波段)构建的8个高光谱参量只有以反射率为基础计算时才与色素含量间存在相关性。mSR705和mND705无论以反射率还是以吸收率为基础计算,均表现出与色素含量间的强相关关系,而以吸收率为基础计算的mSR705和mND705与色素含量间的相关性又稍强于以反射率为基础计算的mSR705和mND705。本研究结果暗示叶片的表面反射是干扰叶片光谱(尤其是吸收光谱)对色素浓度变化响应的主要因子。     

用高光谱植被指数估算水稻乳熟后叶片和穗的色素含量

 分析测定了大田条件下2个水稻品种在3个氮素水平下的剑叶和穗从乳熟期至收割的光谱反射率(350~2500 nm)及对应剑叶和穗的叶绿素（Chl）、类胡萝卜素（Car）含量,并利用相关分析研究了11个植被指数与剑叶、穗的叶绿素含量之间的关系。mSR705、mND705在试验范围各叶绿素含量水平下，都表现极显著的相关性。mSR705、mND705与叶片、穗叶绿素含量进行线性回归，两者拟合R2分别为0.9319和0.9488（n＝48）。植被指数与类胡萝卜素、Car/Chl间的相关性分析表明，光化学反射指数（PRI）与剑叶、穗Car/Chl都有很好的负相关（R2=0.7745，n=48）, 可以用来预测不同植被结构的Car/Chl;R760/R500与剑叶Car/Chl和穗Car含量也具有较好的相关性。结果表明，mSR705、mND705和PRI等指数可用于估算叶片、穗的色素含量，作为水稻成熟度的监测指标。     

花生冠层APAR和FAPAR高光谱遥感估测模型研究

为了快速、无损监测花生生长发育,建立整个生育期内花生冠层吸收性光合有效辐射（APAR）和光合有效辐射吸收系数（FAPAR）的高光谱遥感估测模型,本试验利用高光谱遥感技术,测定沈阳地区5种不同生态类型的花生冠层光谱数据,同期获取APAR、FAPAR;并对原始光谱数据进行logρ、1/ρ、ρ′变换,构建6种植被指数,分别与APAR和FAPAR进行Pearson相关分析,并建立估测模型,对模型进行检验与评价。研究结果表明：4种变换形式的光谱数据中最优波段与APAR 和FAPAR 均达极显著相关（r≥0.3969,P<0.01）,以ρ′在759nm 波段处与APAR（r=0.7574）和FAPAR（r=0.6276）的相关性最好,ρ′759nm处的高光谱参数与APAR、FAPAR建立的估测方程y = 797.3846e271.4883x（R=0.5512,P<0.01;RE=0.1213）和y =0.756e85.21x（R=0.4204,P<0.01,RE=0.0788）拟合系数最高、预测精度较好,估测效果很好。比值植被指数（RVI）、差值植被指数（DVI）、归一化植被指数（NDVI）、复归一化差值植被指数（RDVI）、垂直植被指数（PVI）和修改土壤调整植被指数（MSAVI）这6种植被指数的最优波段与APAR的相关性优于与FAPAR的相关性,MSAVI[723,761]与APAR所建立的对数函数y = 1554ln（x）+ 1631（R=0.7566,P<0.01;RE=0.0870）和RDVI[731,764]与FAPAR建立的多项式函数y = 1.027x2 + 0.713x + 0.729（R=0.6194,P<0.01;RE=0.0699）的模拟值和实测值均达到了极显著、预测精度较高,MSAVI对APAR和RDVI对FAPAR估测效果很好。一阶微分光谱和植被指数可以较好地估测花生冠层APAR和FAPAR。     

基于不同玉米品种叶片高光谱的SPAD值估测模型研究

通过研究不同玉米品种叶片SPAD值与高光谱参数的关系,建立玉米叶片SPAD值估测模型,并对模型进行品种间精度检验。通过两年试验,测定不同玉米品种的叶片SPAD值及其高光谱数据,综合分析叶片SPAD值与高光谱反射率、反射率一阶导数及其光谱参数的相关关系,对玉米叶片SPAD值估测模型进行构建。玉米叶片SPAD值与高光谱反射率最敏感波段在550和710 nm附近,反射率一阶导数最敏感波段出现在500~750 nm范围内。叶片SPAD值与单波段反射率的相关性要高于其一阶导数,以550 nm附近光谱反射率构建的模型对大多数品种的叶片SPAD预测值平均误差最小。     

基于无人机多光谱遥感的冬小麦冠层叶绿素含量估测研究

为探讨利用无人机多光谱影像监测冬小麦叶绿素含量的可行性,基于北京市大兴区中国水科院试验基地的2019年冬小麦无人机多光谱影像和田间实测冠层叶绿素含量数据,选取16种光谱植被指数,确定对冬小麦冠层叶绿素含量显著相关的植被指数,采用一元二次线性回归和逐步回归分析方法建立各生育时期及全生育期的SPAD值估测模型,通过精度检验确定对冬小麦冠层叶绿素含量监测的最优模型。结果表明,两种分析方法中逐步回归建模效果最佳。拔节期选取4个植被指数(MSR、CARI、NGBDI、TVI)建模效果最好,模型率定的决定系数(r~2)为0.73,模型验证的r~2、相对误差(RE)和均方根误差(RMSE)分别为0.63、2.83%、1.68;抽穗期选取3个植被指数(GNDVI、GOSAVI、CARI)建模效果最好,模型率定的r~2为0.81,模型验证的r~2、RE、RMSE分别为0.63、2.83%、1.68;灌浆期选取2个植被指数(MSR、NGBDI)建模效果最好,模型率定的r~2为0.67,模型验证的r~2、RE、RMSE分别为0.65、2.83%、1.88。因此,无人机多光谱影像结合逐步回归模型可以很好地监测冬小麦SPAD值动态变化。     

基于高光谱的橡胶单叶叶绿素含量研究

采用高光谱分析和线性回归技术分析了3个橡胶树品种单叶片的室内光谱反射数据和叶绿素含量,确定了橡胶单叶高光谱特征参数(三边面积、反射率和一阶微分值)与3个品种综合的不同物候期和物候期综合下的叶绿素含量的敏感波段。结果表明：三边面积均与叶绿素含量的相关达到1 %的极显著检验水平;基于反射率和一阶微分值的变量与叶绿素主要呈负相关,敏感波段主要在蓝边范围;利用一阶微分值构建的线性回归模型对叶绿素含量估算较好。     

多遥感光谱指标结合进行大田冬小麦叶片叶绿素含量估测研究

为解决大田冬小麦叶片叶绿素含量估测模型精度低、通用性弱的问题,在获取冬小麦拔节期和抽穗期冠层红光波段反射率(BR_red)和近红外波段反射率(BR_nir)的基础上,计算归一化差值植被指数(NDVI)、差值植被指数(DVI)、比值植被指数(RVI)、土壤调节植被指数(SAVI)、改进型比值植被指数(MSR)、重归一化植被指数(RDVI)、II型增强植被指数(EVI2)和非线性植被指数(NLI)等8个植被指数。经统计分析,选择与叶片叶绿素含量(SPAD值)相关性较好的5个遥感光谱指标(NDVI、MSR、NLI、BR_red和RVI)作为输入变量,建立了冬小麦叶片叶绿素含量的BP神经网络估测模型(WWLCC_BP),并对估测模型进行精度验证。结果表明,WWLCC_BP估测模型在拔节期估测的决定系数(r²)为0.84,均方根误差(RMSE)为5.39,平均相对误差(ARE)为9.87%。抽穗期的估测效果与拔节期较为一致。将WWLCC_BP和高分六号影像...     

不同土壤质地小麦叶片叶绿素的高光谱响应及估测模型

为给小麦生长过程中叶绿素的实时监测和氮肥调控提供参考,设置3种不同土壤质地(沙土、壤土和粘土)、5种不同施氮水平(0、120、225、330和435kg·hm-2)和3个河南省主栽小麦品种(矮抗58、周麦22和郑麦366),同步测定小麦主要生育时期冠层光谱反射率和叶绿素(Chla+b)含量,系统分析了3种土壤质地条件下小麦Chla+b含量与350~1 050nm波段范围内冠层光谱参数的相关关系。结果表明,3种土壤质地下小麦叶绿素的冠层光谱响应趋势基本一致。光谱指数REPIG和mND705对叶片Chla+b含量的监测效果较好,建模决定系数分别为0.76和0.75。利用独立样本数据对用于建模的此二光谱参数进行检验,其预测效果表现较为稳定,预测决定系数分别为0.87和0.85,均方根偏差分别为0.46和0.48。说明利用光谱指数REPIG和mND705为自变量建立的估测模型可以较好地预测当地生产条件下小麦叶片叶绿素,同时为氮肥施用及调控提供技术依据。     

基于高光谱数据的晚籼稻品种剑叶SPAD值估测

本研究测定了长江中下游不同晚籼稻品种的剑叶SPAD值及反射光谱数据,分析了原始光谱及其变换数据与SPAD值的相关关系,建立了不同晚籼稻品种剑叶SPAD值估测模型,并采用平均偏差率对模型精度进行品种间验证.结果表明,水稻剑叶SPAD值与原始光谱的敏感波段位于710～720 nm之间,与一阶微分光谱的敏感波段为690～70...     

不同施氮量对烤烟品种K326生长发育和产质量及抗病性的影响

采用田间试验,于2010年在湖南龙山研究了不同氮肥施用量对K326烤烟品种的生长发育、产质量及抗病性的影响.结果表明:随着氮肥用量的增加,K326的长势越好,烟叶产量也越高,但其产值随施氮量的增加呈现先升后降的趋势,总的来看,施氮量以98.25kg/hm2时产值最高,而氮肥用量对烤烟的抗病性没有明显影响.     

基于冠层反射光谱的夏玉米叶片色素含量估算模型研究

通过分析不同施氮水平下夏玉米叶片色素含量与冠层光谱反射率及其衍生的比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)、正交植被指数(MTVI2、MCARI2、SAVI、MSAVI)以及叶绿素吸收比值指数(CARI)之间的关系,建立夏玉米叶片叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素a+b(Chl a+b)和类胡萝卜素(Car)含量估算模型。结果表明:NDVI与夏玉米叶片色素含量的相关性最好,RVI、RVI、CARI位居其次。通过逐步回归分析确立的夏玉米叶片Chla、Chlb、Chl a+b及Car含量的估算模型R2分别为0.790 8、0.832 4、0.808 8和0.761 7,说明利用冠层NDVI可以对夏玉米叶片Chla、Chlb、Chl a+b和Car含量进行可靠的监测。     

121烘烤工艺下K326主要化学成分变化规律研究

2011年研究了在密集式烤房条件下采用121烘烤工艺对K326烟叶主要化学成分的影响,结果表明:烘烤48h,下部叶叶绿素降解率达80.45％,烘烤66h,中部叶叶绿素降解率达79.6％,烘烤54h,上部叶叶绿素降解率为89.6％;定色期采用慢排湿、慢定色的措施,可有效延长蛋白质和淀粉的降解时间,使烟叶内含物充分转化,主要化学成分达到一个协调平衡;干筋期采用快速干筋,通过降低还原糖和香气物质的损耗,相应提高了烟叶还原糖含量和香气量.     

黄淮地区小麦旗叶主要光合色素含量及光谱吸收

用丙酮提取后,用日产岛津UV-160分光光度计在4年间测定了黄淮区85个普通小麦品种(系)旗叶中的叶绿素含量。叶绿素a含量为2.444～2.871 mg/g鲜叶,均约2.753 mg/g鲜叶(σ=0.093,n=163,下同);叶绿素b含量为0.875～1.688 mg/g鲜叶,均约1.253 mg/g鲜叶(σ=0.149);叶绿素a+b为3.340～4.516 mg/g鲜叶,均约4.028 mg/g鲜叶(σ=0.231);b/a为0.355～0.588,均约0.453(σ=0.0795)。小麦旗叶离体叶绿素均在662～663 nm、431～455 nm及327～378 nm处出现吸收高峰。豫麦13的a+b含量最高,且其光吸收峰谱表现明显的倾母遗传趋势。     

黄淮地区小麦旗叶主要光合色素含量及光谱吸收

用丙酮提取后,用日产岛津ＵＶ－１６０分光光度计在４年间测定了黄淮区８５个普通小麦品种（系）旗叶中的叶绿素含量。叶绿素a含量为２．４４４～２．８７１ｍｇ／ｇ鲜叶, 均约２．７５３ｍｇ／ｇ鲜叶（σ＝０．０９３,ｎ＝１６３,下同）;叶绿素ｂ含量为０．８７５～１．６８８ｍｇ／ｇ鲁叶（σ＝０．２３１）;ｂ／ａ为０．３５５～０．５８８,均约０．４５３（σ＝０．０７９５）。小麦旗叶离体叶绿素均在６６２～６６３ｎｍ     

橡胶树叶片镁素含量高光谱估算

镁素与橡胶树生长和产胶密切相关,快速、准确测定橡胶树叶片镁素含量,对橡胶树叶片镁素营养状况评价和实施配方施肥具有重要意义。本研究采集多区域、多品种、多割龄的橡胶树成熟鲜叶,旨在获得涵盖缺、正常、丰富等不同镁素含量等级的叶片样品,利用FieldSpec4和化学方法同步获取叶片样品的光谱反射率和镁含量数据,对光谱反射率进行噪声波段去除和重采样后,采用Kennard-Stone(KS)算法将样本集划分为校正集和验证集。对叶片光谱反射率进行Savitzky-Golay(SG)微分变换,基于全波段的不同变换模式下的微分光谱与镁含量数据,采用偏最小二乘法（PLS）及留一交叉验证方法建模,通过筛选,得到最佳微分变换模式为：微分阶数为2,滤波窗口大小为71,多项式次数为2或3。通过PLS回归系数特征波长优选得到23个最佳微分光谱特征变量,基于最佳微分光谱特征变量和镁含量数据,采用PLS方法建立了橡胶树叶片镁素含量高光谱估算模型。结果表明,相比原始光谱反射率,基于微分光谱特征变量构建的模型预测效果明显提升,R²从0.666提升到0.805,RMSE从0.475 g/kg减小到0.372 g/kg,RPD从1.739提升到2.217。SG微分光谱变换和PLS回归系数特征波长优选能够明显提升模型估算精度,RPD位于2.0~2.5之间,模型估算能力良好。     

冬小麦叶片花青素相对含量高光谱监测

为探究冬小麦叶片花青素含量的高光谱监测方法,以陕西省关中地区冬小麦为研究对象,分析了叶片光谱反射率与花青素含量的相关性,建立以不同波段组合的RSI、DSI和NDSI光谱指数为自变量的一元回归模型以及利用偏最小二乘法构建的多元回归模型,并进行模型精度比较。结果表明,所有模型中,开花期的PLS模型精度最高,预测效果最好(建模r~2=0.872 3,RMSE=0.005 9;检验r~2=0.912 8,RMSE=0.004 8),是预测冬小麦花青素的最优模型;各生育时期中,开花期模型精度较高,表现稳定,是预测冬小麦花青素的最佳生育时期。     

云南曲靖烟区K326烟叶适宜采收成熟度研究

为确定曲靖烟区膜下小苗移栽后,烤烟品种K326的田间适宜成熟度,对K326中、上部烟叶不同采收时间的鲜烟叶外观成熟特征、烤后烟叶的外观质量、化学成分和评吸质量进行了分析。结果表明,随着采收时间的推迟,烟叶外观质量、内在化学成分和评吸质量均基本呈先升高后降低的趋势。中部和上部叶外观质量均以较常规推迟5 d采收得分较高,分别为37.0和37.5分;化学成分,中部叶以常规采收、较常规推迟5 d采收,上部叶以较常规推迟5 d和10 d采收较为适宜;评吸质量均以较常规推迟5 d采收较好,其得分分别为65.20和63.70分;烤后烟叶经济效益也均以较常规推迟5 d采收最高。在曲靖烟区采用膜下小苗移栽,K326烤烟中部叶以移栽后131d左右,主脉和支脉1/2以上变白、绒毛脱落、茎叶角度80~90°;上部叶以移栽后145~150 d,主脉和支脉全白、绒毛脱落、茎叶角度110~120°为适宜采收成熟度标准。