小麦冠层结构与分光分布研究

１９８７￣１９８９年分别在江苏沐阳和南京卫岗进行了小麦冠层结构与光分布及产量形成关系的研究。结果表明，小麦叶面积指数、最大叶面积密度出现的高度及叶倾角影响光在冠层内的分布，消光系数的垂直分布可反映叶面积和光的空间分布状况。低产群体的最高叶面积指数小于４．０，最大叶面积密度出现部低较低，消光系数分布均匀，但漏光严重，光能利用率低；过旺群体最大叶面积指数过大，最大叶面积密度出现部位较高，消光系数呈上大     

水稻不同穗型对冠层特征及群体光分布和物质生产的影响

研究了水稻不同穗型对冠层特征及群体光分布和物质生产的影响，结果表明，水稻不同穗型群体在光分布、消光系数；冠层形成与发展，以及干物质生产速率等方面存在明显差异，与半直立或弯曲穗型群体相比，在叶面积指数相同情况下，直立穗型群体的消光系数低，群体内部光分布比较均匀，因此，在叶面积较大时，直立穗型群体的干物质生产和产量高于半直立或弯曲穗型群体。但在叶面积指数较小时，弯曲穗型群体的光吸收量相对较多，更有利于     

小麦冠层结构与光分布研究

１９８７～１９８９年分别在江苏沐阳和南京卫岗进行了小麦冠层结构与光分布及产量形成关系的研究。结果表明，小麦叶面积指数、最大叶面积密度出现的高度及叶倾角影响光在冠层内的分布，消光系数的垂直分布可反映叶面积和光的空间分布状况。低产群体的最高叶面积指数小于４．０，最大叶面积密度出现部位较低，消光系数分布均匀，但漏光严重，光能利用率低；过旺群体最大叶面积指数过大，最大叶面积密度出现部位较高，消光系数呈上大、中小分布，光在冠层上部递减迅速，中下部光环境差，叶片早衰，净同化率低；高产群体叶面积及其垂直分布合理，孕穗期最大叶面积密度出现在相对高度０．６０～０．６５处，冠层中下部消光系数较大，上部较小，利于光向冠层深处透射，冠层５０ｃｍ处透光率４０％～６０％，地面透光率２．５％～３．０％，净同化率较高，产量最高。     

水稻冠层结构的动态模拟研究

根据水稻器官生长的生物学规律,在试验研究的基础上,结合生长模型相关输出,构建了普适性的水稻冠层拓扑结构模型。以节间及其着生叶或穗为单位,将水稻植株分解成若干生长单元,来描述水稻植株的冠层拓扑结构;利用Logistic曲线模拟器官伸长过程,并结合器官发育与叶龄关系,确定了各器官的初始伸长时间和伸长历期,构建了水稻植株冠层动态生长模型;最后对模型进行了检验,初步实现了以日为单位的虚拟水稻生长。     

玉米群体冠层特征与光截获及产量关系的研究

研究通过3年试验，证明了玉米群体冠层特征及群体内光分布和光合效率随种植密度和施N量而有明显变化。叶面积大小是导致冠层特征变化的主导因子。平展型单交种丹玉13的籽粒产量高限出现在最大LAI变化于4.10-4.7之间，其冠层垂直方向上最大叶面积密度趋于由中部向中上部推移。叶片倾角和消光系数调节幅-于明显增加，光合速率、     

玉米株型与冠层光合作用的数学模拟研究

建立了一个对冠层结构上具有高分辩率的作物冠层光合作用模型,包括冠层结构模型、冠层光分布模型和叶面光合作用模型。将作物冠层按叶面积指数划分为若干层次。上下层次之间,水平面太阳辐照度按Ｍｏｎｓｉ和Ｓａｅｋｉ的指数递减模型分布。冠层对太阳漫射光的消光系数由作物株型确定,对直射光的消光系数由株型和太阳位置确定。在同一层次中,作物株型按Ｒｏｓｓ－Ｎｉｌｓｏｎ的叶倾角分布模型,将叶面位置划分为８个方位、６个倾     

冬小麦不同株型品种光谱响应及株型识别方法研究

以直立和平展2种株型的冬小麦品种为材料，研究了它们的光谱响应以及田间植被覆盖度的差异，探讨了利用冠层光谱反射率、光谱特征参量NDVI及植被覆盖度识别小麦株型的方法。结果表明，（1）小麦不同株型品种在近红外波段（700～1300 nm）光谱反射率有明显差异，生育前期平展型品种高于直立型品种，并以拔节期的差异为最显著，随着生育进程差异逐渐变小。拔节期是进行株型识别的最佳时期，并且此期冠层的敏感波段680 nm和760～900 nm的反射率在2种株型品种之间差异明显。（2）小麦冠层叶面积指数（LAI）与归一化差异植被指数NDVI(680,890)呈正相关，并且不同生育阶段其相关程度有差异，这是利用NDVI和植被覆盖度(COV)识别不同株型的基础。（3）相同COV条件下，直立型品种的NDVI高于平展型品种的NDVI，并且随着COV的增加，差异逐渐变小，二者的变化关系体现了直立型品种株型紧凑和平展型品种株型披散的特点，利用NDVI和COV的关系可以对株型进行识别，以小麦拔节期为最佳识别阶段，此期2种株型品种的NDVI具有显著差异（P＜0.05）。     

不同玉米品种冠层光分布和湿度比较研究

为阐明宜机收和普通玉米品种群体冠层不同层次光分布和湿度变化特征,在大田条件下采用随机区组试验方法,以郑单958、粒收1号为供试材料,设置4个种植密度(45 000,60 000,75 000,90 000株/hm²),测定了两品种冠层不同层次的透光率和相对湿度、干物质量、叶面积指数,并调查田间空秆率及产量。结果显示,两品种冠层底层和穗位层相对湿度表现为粒收1号低于郑单958。在4个密度下粒收1号的叶面积指数低于郑单958,穗位层透光率高于郑单958;吐丝期和灌浆中期两品种各层次干物质积累量没有显著差异,成熟期粒收1号各层次干物质积累量均显著低于郑单958,但粒收1号叶片干物质转运量较高。高密度(90 000株/hm²)下粒收1号空秆率低,产量较高。可见,宜机收玉米品种粒收1号群体冠层光分布合理,微环境良好,物质生产转运通畅,植株个体在密度增加过程中能充分利用有限资源,空秆率低,产量高,耐密性强。     

施氮方式与行距配置对水稻冠层结构及产量的影响

为研究施氮方式和行距配置对水稻冠层结构和产量的影响,以沈稻9号为材料,于2019—2020年进行田间试验,采用两因素裂区设计,主区设不施氮肥(A0)、农户方式(A1)、底氮减施(A2)、底氮后移(A3)4种氮肥管理方式,副区设常规方式(行距30 cm,B1)、缩行增密(行距25 cm,B2)、宽窄行(行距40 cm+2...     

基于无人机和地面图像的田间水稻冠层参数估测与评价

田间水稻表型监测可用于分析水稻产量相关性状,对指导水稻栽培管理以及产量预测具有重要意义。本研究以3种氮肥处理下6个不同栽培品种的水稻为研究对象,估测并评价了水稻冠层的主要表型参数,以探讨利用图像分析方法评价多品种及栽培环境下田间水稻长势的适用性。基于无人机和田间固定相机图像,本研究通过图像处理、三维建模和机器学习自动测算出田间水稻冠层覆盖度、株高、穗数,并结合实际测量结果进行了精度评价。结果表明:(1)基于无人机图像使用决策树分类模型提取的水稻冠层图像与人工勾绘结果一致性较好(Qseg均值为0.75,方差为0.08),由此计算的冠层覆盖度与人工勾绘计算的冠层覆盖度相关性较高(R~2=0.83,RMSE=5.36%);(2)使用冠层高度模型估测的各小区水稻株高均值与田间实测高度均值相关性较高(R~2=0.81, RMSE=9.81 cm),但整体呈现低估;(3)基于地面图像使用决策树分类和形态参数过滤得到的穗数计数结果与实测穗数相关性较高(R~2=0.83,RMSE=10.99)。总体而言,结合图像分析算法,应用低空无人机遥感技术高通量自动化估测水稻冠层覆盖度、株高的精度较高,而应用地面...     

以冠层反射光谱监测水稻叶片氮积累量的研究

作物氮素状况是评价作物长势、估测产量与品质的重要参考指标,对作物氮素精确诊断与管理具有重要意义。本文以不同施氮水平下的4年田间试验为基础,研究了水稻叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系。结果显示,在冠层单波段反射率中,460 nm、510 nm及760~1 100 nm的光谱反射率与冠层叶片氮积累量的相关性较好;近红外波段(     

不同叶片卷曲度杂交水稻的光合特性比较

在田间条件下研究了叶片卷曲度不同的6个代表性杂交水稻组合在开花期和花后20天上部3张叶片的卷曲度和剑叶叶片近轴面(上表面)、远轴面(下表面)光合强度、叶片角度、挺直度、群体消光系数的关系。结果表明，剑叶卷曲度高的组合叶片卷曲度达44%～47%，中等的组合为15%～16%，低的组合为10%～11%。高叶片卷曲度组合的剑叶上表面     

利用叶片高光谱指数预测水稻群体叶层全氮含量

通过测定叶片高光谱来快速估测整个水稻叶层全氮含量对于水稻氮素诊断有重要意义。本文通过连续3年不同施氮水平和不同品种类型的4个大田试验,分生育期同步测定了不同叶位叶片的高光谱反射率及叶层全氮含量,并系统分析了叶片水平多种高光谱指数与水稻叶层全氮含量的定量关系。结果表明,不同叶位叶片的光谱反射率与叶层全氮含量的相关程度不同,顶二叶(L2)表现最好、顶三叶(L3)次之,而L2和L3的平均光谱(L23)有助于进一步提高光谱指数的敏感性,是估测叶层氮含量的适宜叶位组合。绿光560nm和红边705nm波段附近光谱反射率与叶层全氮含量呈极显著负相关关系,两者分别与近红外波段组合而成的光谱比值指数可较好地监测水稻叶层全氮含量,其中绿光、红边窄波段比值指数SR(R780,R580)和SR(R780,R704)表现较好,与叶层全氮含量的决定系数分别为0.887和0.884;独立试验数据检验的RMSE分别为0.216和0.235。将上述2个窄波段比值指数中的近红外、绿光波段和红边波段宽度分别扩展至100、20和10nm,从而构建的宽波段比值指数SR[AR(750-850),AR(568-588)]和SR[AR(750-850),AR(699-709)]与叶层全氮含量相关性仍具有较高水平,线性回归模型的拟合精度(R2)为0.886和0.883,检验RMSE值分别为0.218和0.237。从而在叶片水平,确立了适于叶层全氮含量估测的基于绿光、红边与近红外波段的比值组合和波段适宜宽度。     

基于水稻冠层光谱特征构建粳型水稻籽粒蛋白质含量预测模型

水稻籽粒蛋白质含量是评价稻米品质的主要指标之一。本文以不同施氮水平下的4年田间试验为基础,系统分析了水稻成熟籽粒蛋白质含量与不同时期冠层反射光谱的相关性。结果显示,籽粒蛋白质含量与可见光波段(460~710 nm) 反射率呈负相关,与近红外波段(760~1 220 nm) 反射率呈正相关,其中孕穗期冠层单波段反射率与成熟籽粒蛋白质含量的相关性最高,在16个波段中以760 nm波段反射率与籽粒蛋白质含量的拟合效果最好,复相关系数达0.795。进一步分析比值植被指数、差值植被指数、归一化植被指数和红边参数等光谱参数与成熟籽粒蛋白质含量的相关性,运用线性逐步回归分析方法对相关拟合较好的16个参数进行筛选,建立了水稻成熟籽粒蛋白质含量（GPC）监测模型,GPC=－0.15× DVI(1 500, 950) + 3.00。利用不同年份不同品种及不同施氮水平下的观测数据对模型进行检验,预测值和实测值的精确度为0.56~0.86,准确度为0.85~1.18,根均方差（RMSE）为3.51%~19.91%,表明模型预测值与实测值之间符合度较高,对水稻成熟籽粒蛋白质含量具有较好的预测性。     

北京地区高产小麦品种的冠层形成、光截获和产量

北京地区的小麦在平均亩产突破300公斤之后,要继续高产稳产,极需进一步地改善品种的产量潜力。本研究将叶面积指数(LAI)、光截获(LI)、光衰减系数(?)、叶面积持续时间(LAD)、干物质积累(DMA)、作物生长速度(CGR)等性状与冠层形成联系起来,研究它们与产量的关系。几年来,通过7个高产品种的14个冠层参数对籽粒产量的相关、通径     

高光谱遥感估测大豆冠层生长和籽粒产量的探讨

现代作物育种需要监测大量育种材料的生长并估测产量潜势, 高光谱遥感技术为此提供了简单、快捷、非损伤性测定的可能途径。选取30份大豆育成品种进行连续2年的产量比较试验, 在盛花期(R2)、盛荚期(R4)和鼓粒始期(R5)测定地上部生物量(ADM)和叶面积指数(LAI), 并利用ASD高光谱地物仪同步收集大豆冠层反射光谱信息。供试品种间ADM、LAI和产量差异显著或极显著。不同生育期可见光和近红外区域的光谱反射率与大豆ADM、LAI及产量均有显著相关, 尤其在R4和R5期相关性最高。在构建大量光谱参数的基础上, 遴选出对ADM、LAI及产量预测精度较好的回归模型。其中, R5期的P_Area560光谱参数与LAI和R4期的V_Area1450光谱参数与ADM构建的两个生长性状的监测模型效果最好, 决定系数(R²)分别为0.582和0.692。未发现单一生育期光谱参数对大豆估产的有效模型, 但综合R2期NPH1280、R4期V_Area1190以及R5期NPH560构建的产量估测模型, 决定系数(R²)达到0.68, 效果较好。本研究     

汕优63冠层叶色变化节奏及肥料效应的光谱监测

以Ｅｘｏｔｅｃｈ１００ＢＸ光谱辐射计监测结果表明，中籼杂交组合汕优６３本田期冠层叶色显示出“二黑二黄”变化节奏。“二黑”出现的时间是：移栽至颖花分化期；花粉母细胞形成及减数分裂期至始基穗期。“二黄”出现的时间是：颖花分化期至花粉母细胞形成及减数分裂期；始至灌浆期。这盘算在身内在节奏的制约。“黑黄”程度依不管理措施为转移。     

基于碳氮代谢的水稻氮含量及碳氮比光谱估测

碳氮代谢为植物生长发育提供物质基础，因此碳氮含量及碳氮比的无损快速估测对植物的生长调控有着极其重要的作用。本文系统研究了水稻7个不同氮肥水平下的碳氮代谢特征及其与冠层反射光谱特征之间的关系。结果表明，植株碳氮含量及碳氮比与大多数比值植被指数、归一化植被指数及差值植被指数关系密切，比值植被指数与归一化植被指数的表现一致，差值植被指数略有不同，其中碳氮比的相关性与氮含量类似。氮含量与510 nm和460 nm构成的比值和归一化植被指数的关系最佳，不受生育期的影响，可用统一的方程来预测；碳氮比则需分阶段建模较好，生育后期（抽穗期和灌浆盛期）以ND_(1650,710)最好。经其它独立数据的验证表明，模型对氮含量的估测精度在叶片水平上为80.51%，在植株水平上为76.36%，预测的RMSE分别为0.20和0.26，叶片和植株碳氮比的估测精度分别为81.09%和70.70%，预测的RMSE分别为1.64和3.95。表明通过植被指数的计算可以定量地评估水稻氮含量及碳氮比。