棉花冠层温度的变化规律及其用于缺水诊断研究

作物冠层温度是反映作物水分状况的一个良好指标，在研究环境因素对冠层温度影响的基础上，分析了不同土壤水分条件下棉花冠层温度的变化规律。研究表明了冠层温度与细胞液浓度之间存在良好关系，建立的冠层温度与气温差同气象因素和土壤水分的关系可用于判断作物的缺水状况     

棉花冠层温度的变化规律及其用于缺水诊断研究

作物冠层温度是反映作物水分状况的一个良好标准，在研究环境因素对冠层温度影响的基础上，分析了不同土壤水分条件下棉花冠层温度的变化规律。研究表明了冠层温度与细胞液溶液浓度之间存在良好关系，建立的冠层温度与气温差同气象因素和土壤水分的关系可用于判断作物的缺水状况。     

冠层温度定量诊断覆膜作物水分状况试验研究

作物缺水指标CWSI（Crop Water Strese Index)和冠层－空气温差（Tc-Ta)是利用冠层温度评价作物水分状况的重要方法。1998年1999年在新乌兰乌苏农业气象站试验田内开展了对覆膜棉花和玉米的研究。结果表明：CWSI能够指示作物根系层的水分状况，而（Tc-Ta)受到环境因素（太阳辐射、空气饱和差）的较大影响。另外，对用标准化的冠层－空气温差法NDT（Normalized Difference of Temperature)定量诊断作物水分状况的可行性进行了研究。结果表明该方法在很大程度上能消除环境因素的影响，直接指标作物根系层的水分状况，并提出了覆膜棉花和玉米各生育阶段需灌溉的临界CWSI及NDT值。     

冠层温度定量诊断覆膜作物水分状况试验研究

作物缺水指标 CWSI( Crop Water Strese Index)和冠层 -空气温差 ( Tc-Ta)是利用冠层温度评价作物水分状况的重要方法。 1 998和 1 999年在新疆乌兰乌苏农业气象站试验田内开展了对覆膜棉花和玉米的研究。结果表明 :CWSI能够指示作物根系层的水分状况 ,而 ( Tc-Ta)受到环境因素 (太阳辐射、空气饱和差 )的较大影响。另外 ,对用标准化的冠层 -空气温差法 NDT( Normalized Difference of Temperature)定量诊断作物水分状况的可行性进行了研究。结果表明该方法在很大程度上能消除环境因素的影响 ,直接指示作物根系层的水分状况 ,并提出了覆膜棉花和玉米各生育阶段需灌溉的临界 CWSI及 NDT值     

冠层温度指导冬小麦灌溉的试验研究

在冬小麦主要生育期,测定了6个不同水分处理的冠层温度、气温以及土壤含水率,计算了冠气温差并分析了它们之间的相互关系。结果表明:作物水分胁迫指数CWSI和冠层-空气温差(Tc-Ta)是利用冠层温度评价作物水分状况的重要方法。冠层温度和冠气温差都有明显的日变化过程,其中冠层温度在下午14:00前后达到最大值;中午12:00~14:00时段冠气温差反应冬小麦的供水状况最具代表性;冬小麦适宜水分处理的冠气温差阈值为-1.5℃<ΔT<1.3℃。冬小麦旺盛生长期间(15/4~25/5)的水分胁迫指数平均值与最终籽粒产量的关系是一种非线性的关系,平均水分胁迫指数在0.18~0.23范围为冬小麦的最优供水标准。     

基于CWSI诊断温室草皮水分胁迫的实验研究

通过观测夏季温室不同灌溉条件下草皮的冠层温度、气温、大气湿度以及土壤含水量等因素,利用Isdo经验模式确定了冠气温差的下限方程。通过观察不同水分处理条件下草皮CWSI的日变化,得出了利用CWSI诊断草皮水分状况的最佳时机。研究分析了作物水分胁迫指数与其他一些反映作物水分状况的指标,包括土壤含水量、叶片蒸腾速率以及叶片含水量之间的关系,CWSI验理论模式与上述这些指标关系良好,表明其很好地反映了作物的水分胁迫特征。     

基于冠层温度的温室葡萄CWSI模型试验研究

探讨并建立了适合于镇江丘陵地区温室葡萄水分状况监测的作物水分胁迫指数(CWSI)模型.通过田间实验和观测,得到了适合温室葡萄的CWSI经验模型中的经验关系.初步的检验和分析表明,这一模型是合理的,可以用于温室内葡萄基于冠层温度信息的水分状况监测.     

用冠层温度定量诊断作物根系活动层

冠层温度在定量诊断作物水分亏缺中得到了广泛的应用，1998年和1999年在新疆乌兰乌苏农业气象站试验田对覆膜棉花和玉米进行了研究，在此研究成果的基础上，提出了冠层温度最佳的测定时间，进行了用冠层温度定量诊断作物根系活动层的初步研究，结果表明可以利用CWSI与不同土层含水量的相关系数动态，准确地确定作物根系主要活动层的范围。     

冬小麦冠气温差及其相关影响因素关系研究

在冬小麦主要生育期(2002年的4月初到5月底),对3个不同水分处理测定了冠层温度、气温以及土壤含水率和叶面积指数,并进一步计算了冠气温差并分析了冠气温差与土壤含水率和叶面积指数间的关系。结果表明:不同的灌溉措施对冠气温差的影响是有差异的;中午14:00左右在H2高度处(冠层之上)的冠气温差能反映作物的水分特征,可以用此时刻的实验结果来检验遥感数据反演冠气温差的精度;在60～80cm土层的土壤体积含水率能较好地反映中午14:00冠层之上冬小麦冠气温差的变化情况,不同水分处理二者的相关系数(R2)分别为0.60361(节水灌溉),0.95668(充分灌溉),0.84597(不灌溉);不同水分处理下的冬小麦主要生育期的叶面积指数与冠气温差也有一定的相关性,冠层之上二者的相关系数分别为:0.76082(节水灌溉),0.40548(充分灌溉),0.99499(不灌溉),这为区域上遥感反演作物冠气温差来监测土壤含水率及作物估产提供了依据。     

基于叶温的作物水分亏缺诊断方法研究

作物冠层或叶片温度的变化可以反映作物的水分状况[1]。为此,根据能量平衡原理分析了作物的冠层(叶片)—空气温差变化的影响因素,并采用模糊推理技术,以叶片—空气温差及相关的环境因素(空气水汽压差、光照强度、空气温湿度和风速等)为输入变量,以CWSI为输出变量,探讨基于植物叶片—空气温差的作物水分亏缺诊断的智能化方法,实现了作物水分亏缺指标的动态分析,有效地解决了环境因素对CWSI计算结果的影响。采用温室生长的黄瓜为对象进行试验,试验表明:该诊断方法可有效地反映作物水分亏缺程度,克服了传统诊断的局限性。     

温室作物需水信息指标及湿度控制

在温室土壤－作物－环境连续体中，作物水分损耗、吸收和水分利用一直是研究的热点。在温室内，作物精量灌溉必须要考虑何时灌和灌多少两个方面的问题。从冠层蒸腾速率、茎流、水势、叶温和作物水分胁迫系数、茎秆果的直径微变化、根源信号、作物生长器官的电特性及图像特征技术方面，回顾和评价了作物水分状况诊断方法中作物需水信息指标的研究进展及存在的问题。同时，为防止过量灌溉带来的高湿矛盾，讨论了温室湿度控制的不同策略，以指导灌溉。最后，初步提出了进一步研究的建议。     

基于MODIS遥感反演冠层温度在东北地区的应用

东北三省是我国重要的粮食主产区,东北农业生产关乎国家粮食安全。近些年来,东北连遭干旱侵袭,对农业生产产生了较大的威胁,因此,及时的干旱监测和预警极为重要。利用MODIS卫星遥感数据,基于植被指数温度(VI~TS)特征空间和线性混合模型,选取地表温度LST和归一化植被指数NDVI反演植被冠层温度(Canopy Temperature),并利用手持式红外测温仪在吉林省梨树县地面测量的玉米冠层温度对反演的冠层温度进行验证。结果表明,反演的冠层温度与实测值较为一致,并且在作物生长的中后期效果较好。本研究建立的冠层温度反演算法能够较为准确地反演作物的生长状况,可为东北地区提供及时的农业灌溉技术指导。     

基于作物冠层温度变化的无线传感器网络灌溉系统的研究

针对我国部分地区农田水资源利用率低,且干旱灾害比较严重等问题,根据作物冠层温度变化的特征判别作物的水分状况,从低成本、低功耗角度出发,研发了红外测温无线传感器节点和灌溉控制节点,设计了无线传感器网络精确灌溉系统.该系统可以在远程控制中心准确实时获取监测作物的需水情况,并能实现精确灌溉,系统的设计开发为精细农业时空差异性与灌溉决策研究提供了参考.     

冬小麦冠层阻力日变化的估算

根据田间试验观测资料,利用3种作物冠层阻力估算方法推算了冬小麦在拔节、抽穗、灌浆3个生育时期在典型晴天、土壤水分充分供应状况下冠层阻力的日变化。3种作物冠层阻力估算方法为利用波文比能量平衡法使用Penman-Monteith公式反推(rc-BREB)、利用冠层温度和蒸散量推算(rc-Tc)、利用不同部位单叶气孔阻力和有效叶面积指数合成法推算(rc-LAI)。结果表明,3种作物冠层阻力估算方法均推得的冠层阻力日变化趋势相同,但冠层阻力值大小存在差异。冬小麦冠层阻力在08:00～15:00时变化平稳,15:00以后开始升高,日落前后升高最为剧烈。采用冠层温度推算的冠层阻力rc-Tc比rc-BREB偏低,rc-LAI在灌浆后期和15:00后比rc-BREB偏高,且没有rc-BREB变化平稳。     

用中午作物冠层温度估算腾发量

<正> 为评价Bartholic-Namken-wiegand法(1970)由冠层温度估算白天的作物腾发量,分别对小麦(冬季)和绿豆(夏季)在生育期内进行了试验观测,在正午至下午2时之间任意时刻观测冠层温度,11天的观测结果表明,单独用冠层温度就可以估算出白天的作物腾发量,与波温比法相比误差27％(偏低)。波温比法估算的白天作物腾发量(ET_0)与Bartholic-Namken-wiegand法估算的     

茶树水分胁迫建模及试验

通过观测冬季和春季塑料大棚中不同灌溉条件下茶树的冠层温度、空气温湿度、土壤热流密度、土壤湿度、太阳净辐射照度及风速等因素,利用Idso经验模式确定了冠气温差的下限方程.通过观察不同水分处理条件下茶树作物水分胁迫指数的日变化和季节变化,得出了反映茶树水分状况的关系曲线.研究分析了Jackson的理论模式与Idso的经验模式反映茶树水分胁迫的差异性,针对华南地区经常出现的冬旱及春旱,首先通过人工田间数据采集的方法,分9—12月和1—3月2个阶段测量茶树作物水分胁迫指数中所涉及的各个参数,建立了茶树冬季和春季的作物水分胁迫指数模型.研究结果发现,茶树冬季和春季作物水分胁迫指数模型相差不大,冬季经验模型中,系数A和B的值分别为1.265和-0.220,而春季经验模型中,系数A和B的值分别是1.230和-0.214,这可能与茶树属于多年生植物,冬季和春季叶面积指数等变化不大相关.     

配备GPRS的大面积作物冠层温度红外传感器设计

作物冠层温度与作物的生理状态和后期产量息息相关,监测作物冠层温度对于研究作物生理状态和预测产量具有重要的意义。为此,针对目前商用红外测温仪视场角小、没有在线监测功能等问题,设计了一种大视场、定时通过GPRS传输数据的冠层温度红外传感器。采用定时启动采集的软硬件设计方法,降低了传感器的平均功耗,在电池供电情况下传感器使用时间达到30天左右。     

基于冠层温度变化的冬小麦蒸散模型

冠层温度是反映作物蒸散的重要指标,基于2006-2011年冬小麦田间试验资料,分析了小区及冠层尺度K-p模型参数的差异,对比了两种冠层温度表达式的冬小麦蒸散量计算模型的模拟效果,得到了基于冠层温度变化的冬小麦蒸散模型.结果表明:不同尺度(小区和冠层)K-P模型参数存在一定差异,冠层阻抗(rc)与临界阻抗(r*)的比值和临界阻抗(r*)与空气动力学阻抗(ra)的比值呈显著线性关系,且与冠层尺度K-P模型参数的差异小于不同尺度(小区和冠层)K-P模型参数的差异.以冠层温度的表达式(rc/ra、rc/r*)计算的作物蒸散量与采用田间水量平衡计算的作物蒸散量呈显著线性关系,以rc/ra参与计算的作物蒸散量明显高于田间实测值,而以rc/r*参与计算的作物蒸散量与田间实测值更为接近.因此,以rc/r*代替rc/ra参与作物蒸散量的计算更能反映田间冬小麦蒸散变化过程.     

基于多光谱卫星模拟波段反射率的冬小麦水分状况评估

为及时掌握作物水分利用状况、评估作物水分亏缺和提高作物水分利用效率,在2012—2016年期间进行了不同水分处理的冬小麦田间试验,获取了冬小麦主要生育期冠层光谱和叶片含水量等数据。利用冬小麦冠层光谱以及Quickbird、IKONOS、GF-2、GF-1、Landsat8、HJ-1A/B、GF-4和MODIS卫星传感器光谱响应函数模拟卫星多波段反射率,参照归一化植被指数(Normalized vegetation index, NDVI)、比值植被指数(Ratio vegetation index, RVI)和差值植被指数(Difference vegetation index, DVI)的形式,将各卫星波段反射率两两组合,系统分析构建的植被指数与叶片含水量的相关性,探讨不同空间分辨率(2.44、4、8、30、50、250m)波段组合及植被指数对作物水分状况和灌溉活动的响应能力。结果表明,NDVI、RVI和DVI 3种指数对作物水分敏感区域的分布类似;8个卫星的近红外波段与叶片含水量的相关系数为正,其余几个波段与叶片含水量的相关系数为负;NDVI(GF-1绿波段,GF-2绿波段)、RVI(GF-1绿波段,GF-2绿波段)和DVI(GF-2蓝波段,GF-4蓝波段)与叶片含水量相关性较好,决定系数R2分别为0.776、0.774和0.886,以DVI形式构建的植被指数对叶片含水量的估算效果最好。本研究可为区域作物水分状况评估以及作物灌溉活动监测提供技术和方法支持。     

冬小麦拔节期冠层温度与产量的关系研究

通过对13个冬小麦品种拔节期的冠层温度、产量、千粒重、抗旱指数及其关系研究得出,产量与拔节期冠层温度表现出负相关趋势,而千粒重与冠层温度表现出正相关趋势,且灌水处理的拔节期冠层温度对产量及千粒重的影响要大于不灌水处理,拔节期冠层温度对千粒重的影响显著于对产量的影响。安丰88、石05-7494对水分的敏感性较差,抗旱性较好,产量较高,只是前者拔节期冠层温度高,后者拔节期冠层温度低,适合干旱地区栽种。