杨树叶片叶绿素含量高光谱估算模型研究

以盆栽107号杨树为研究对象,在验证杨树叶片的SPAD值可作为衡量其叶绿素含量指标的基础上,基于最佳指数-相关系数法(OIFC),提取了杨树叶绿素特征波段(中心波长350、715、1 150 nm),建立了以该组合波段原始光谱数据为自变量的杨树叶片叶绿素含量估算模型;利用相关系数法,提取了杨树叶绿素归一化植被指数的计算波段(中心波长705、953 nm)与一阶光谱导数的叶绿素特征波段(中心波长647、691、721 nm),且分别建立了基于归一化植被指数、叶面叶绿素指数、一阶光谱导数为自变量的杨树叶片叶绿素含量估算模型;比较分析所建立的模型精度,筛选出杨树叶片的叶绿素含量最优估算模型。结果表明:化学法测得杨树叶片叶绿素含量与其对应的SPAD值之间具有显著的幂函数关系,R2可达0.902 3。利用OIFC法提取的叶绿素最佳三波段组合的高光谱数据为自变量,与叶片叶绿素含量构建的模型预测值与实测值具有显著的线性关系,决定系数为0.944 5;相比其他模型,该模型的精度最高且均方根误差最小。可见,基于OIFC法构建的杨树叶绿素高光谱模型具有较高的精度,是估算杨树叶片叶绿素含量的最优模型。     

基于高光谱的烤烟叶绿素含量估算模型研究

研究烤烟叶片叶绿素含量与高光谱参数的相关性,建立叶绿素含量估算模型,为构建或筛选系统的烟叶烘烤特性评价指标奠定基础.以云烟87为研究对象,测定不同成熟度水平和不同烘烤温度下,叶片叶绿素含量及400～1000 nm光谱反射率,以烤烟叶片高光谱反射率与烤烟叶片叶绿素含量为数据源,用SPA(连续投影算法)对高光谱数据进行特征...     

淮北平原浅埋区地下水埋深对土壤水变化的影响研究

为研究淮北平原浅埋区夏玉米生长期地下水埋深对土壤水变化的影响,利用五道沟水文实验站1992-2014年大田玉米生长期0～1.0 m各垂直土层大田土壤水实测资料,结合同期地下水埋深(变幅1～3 m)及气象资料进行分析研究,采用回归分析法,分别建立了0.3～0.4、0.4～0.5、0.5～0.6、0.6～0.8、0.8～1.0和0～1.0 m土层平均含水率与地下水位埋深的回归模型。结果表明:0.3～0.4、0.4～0.5、0.5～0.6、0.6～0.8、0.8～1.0和0～1.0 m土层平均含水率与地下水埋深呈线性负相关关系,拟合优度分别为0.632、0.739、0.788、0.861、0.834和0.780。该研究为及时了解土壤水动态变化、合理调控地下水位、提高田间水利用率具有重要意义。该研究成果为及时了解土壤水动态、合理调控地下水位和提高田间水的利用率具有重要意义。     

冬小麦不同叶位叶片的叶绿素含量高光谱估算模型

科学、高效地获取作物不同叶位叶绿素含量的垂直分布信息,可监测农作物长势状况并进行田间管理。基于冬小麦抽穗期获取的不同叶位叶片的高光谱反射率和叶绿素含量实测数据,将原始光谱、一阶微分光谱、二阶微分光谱、植被指数和连续小波系数与叶绿素含量进行相关性分析,筛选相关性较强的光谱特征参数,然后分别采用偏最小二乘回归、支持向量机、随机森林和反向传播神经网络4种机器学习算法构建冬小麦上1叶、上2叶、上3叶和上4叶的叶绿素含量估算模型,并根据精度评估结果筛选不同叶位叶绿素含量估算的最佳模型。结果表明,上1叶、上2叶和上3叶采用小波系数结合偏最小二乘回归构建的叶绿素含量估算模型精度最高,建模和验证R2分别为0.82和0.75、0.80和0.77、0.71和0.62;上4叶采用植被指数结合支持向量机构建的叶绿素含量估算模型效果最佳,建模和验证R2为0.74和0.79。研究结果可为基于遥感技术精准监测作物营养成分的垂直变化特征提供理论和技术支撑。     

冬小麦不同叶位叶片的叶绿素含量高光谱估算模型

科学、高效地获取作物不同叶位叶绿素含量的垂直分布信息,可监测农作物长势状况并进行田间管理。基于冬小麦抽穗期获取的不同叶位叶片的高光谱反射率和叶绿素含量实测数据,将原始光谱、一阶微分光谱、二阶微分光谱、植被指数和连续小波系数与叶绿素含量进行相关性分析,筛选相关性较强的光谱特征参数,然后分别采用偏最小二乘回归、支持向量机、随机森林和反向传播神经网络4种机器学习算法构建冬小麦上1叶、上2叶、上3叶和上4叶的叶绿素含量估算模型,并根据精度评估结果筛选不同叶位叶绿素含量估算的最佳模型。结果表明,上1叶、上2叶和上3叶采用小波系数结合偏最小二乘回归构建的叶绿素含量估算模型精度最高,建模和验证R²分别为0.82和0.75、0.80和0.77、0.71和0.62;上4叶采用植被指数结合支持向量机构建的叶绿素含量估算模型效果最佳,建模和验证R²为0.74和0.79。研究结果可为基于遥感技术精准监测作物营养成分的垂直变化特征提供理论和技术支撑。     

地下水埋深对作物的影响研究现状

根据国内外的研究成果,对地下水埋深对作物的影响的研究现状进行了分析和总结。地下水埋深影响作物土壤水分吸收和盐分运移,影响作物生长发育、产量。适宜的地下水位能够改善作物的土壤环境,提高根系活力,增加作物产量。最后提出了需要进一步研究的问题。     

不同地下水埋深对冬小麦需水量的影响

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,冬小麦需水量和地下水利用量的变化规律。结果表明,冬小麦生育期内地下水控制在1.0~1.5 m以下,对减少冬小麦需水量最为有益;随着地下水埋深增加,地下水利用量和地下水利用系数显著减小;不同地下水埋深条件下冬小麦生育阶段日需水量变化规律表现基本一致,即越冬前较大,在越冬期最小,抽穗灌浆期达到最大,然后又减少。研究结果可为冬小麦节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。     

地下水埋深对冬麦田土壤水分及产量的影响

通过6种地下水位控制处理和对照(自然地下水位)冬小麦试验,探讨了不同地下水埋深对冬麦田土壤水分季节变化规律和垂直变化规律、地下水-土壤水界面水分转化量变化过程以及对冬麦田田间土壤水分平衡的影响。结果表明,地下水埋深对冬麦田0～60cm土壤水分动态有着明显的影响。地下水埋深越浅,麦田表层和主要根层土壤储水量季节变化越强烈,地下水对土壤水分的补给量越大,冬小麦全生育期耗水量也随着增加;土壤排水量大小与灌溉量和降雨量大小有关。地下水位埋深越深,灌溉和降水后的土壤开始排水日期越滞后;无论地下水埋深深浅,冬麦田累计地下水补给量变化规律可分为4个阶段,即稳定增长期、缓慢增长期、快速增长期和趋于稳定期;地下水埋深1.5m时冬小麦产量最高,地下水位太深或太浅产量均下降。水分利用率最高值出现在地下水埋深1.0m的处理。地下水位在1.0m以下时,水分利用效率随地下水深度加深和灌水量增加而减少。     

地下水埋深对芦苇出苗及苗期生长发育的影响

通过对芦苇桶栽试验数据进行方差分析,得出不同地下水埋深对芦苇苗期各项生长指标的影响。试验结果表明:在芦苇出苗之前土壤达到饱和的前提下,不同的地下水埋深对芦苇苗期叶数、枯黄叶数、叶长及叶宽的影响较小,地下水埋深对苗期芦苇的长高和出苗影响显著,其中10 cm是芦苇苗期生长和出苗的最佳地下水埋深。     

地下水埋深对玉米生长发育及水分利用的影响

为研究地下水埋深对作物的生长发育及水分利用的影响,选择具有代表性的夏玉米为研究对象,借助地中渗透仪,通过人工控制设置不同地下水埋深（分别设置0.2,0.4,0.6,0.8,1.0和1.2 m）,探讨地下水埋深对不同生育期夏玉米的形态指标、产量、耗水量及地下水补给量的影响,分析不同地下水埋深条件下水分利用率差异.结果表明：地下水埋深对玉米株高的影响不具有统计学意义,而地下水埋深过浅或过深均会明显抑制植株叶面积指数和茎粗的增长（P〈0.05）,地下水埋深0.4 m时叶面积指数和茎粗最大.随作物生育进程,根系数量和根系干质量随地下水埋深增大,先减小后增大.玉米灌浆前,单株根系伤流量随地下水埋深增大而增大,而灌浆前后则无显著影响.地下水位埋深过深或过浅均影响穗长、秃尖长、穗粒数、百粒质量及经济产量.分析表明,0.53 m为当地玉米产量最优地下水位埋深.玉米生长期内0~80 cm土层土壤含水量随着地下水埋深增大而降低,同一地下水埋深处理玉米生育期内土壤含水量变化幅度较小.夏玉米全生育期耗水量、阶段耗水量及耗水强度随地下水位埋深增大而直线减少,回归方程在P〈0.01水平下具有统计学意义;同样夏玉米全生育期地下水补给量、阶段地下水补给量及地下水补给强度随地下水位埋深增大而直线减少,回归方程在P〈0.01水平下也具有统计学意义.玉米水分利用率随地下水埋深增大而增大,地下水埋深1.2 m处理水分利用率最高.研究成果对江淮丘陵区地下水资源利用及评价、玉米高产高效灌溉制度的制订具有实际意义.     

地下水平均埋深对径流系数影响的研究

在以除涝为目标的排水沟设计中,影响径流系数的因素很多,传统的研究,只考虑了前期影响雨量对径流系数的影响,而对地下水平均埋深的影响却注意得不够。为此,通过整理分析人民胜利渠灌区近期的降雨径流资料,在既考虑前期影响雨量,又考虑雨前地下水平均埋深的情况下,提出了降雨量与系数的相关计算公式。     

地下水埋深对棉花灌溉制度的影响

针对黑龙港流域地下水位总体趋势持续下降的现象,结合沧州市南皮县棉田的原位试验,采用HYDRUS 1D模型进行数值模拟,分析不同地下水埋深条件下,地下水对棉花根系层的补给作用对灌溉制度的影响。结果表明,当全生育期地下水平均埋深为1.5、2m时,地下水对棉花根系层的补给量相当于实验棉田0.5~1.5倍的灌水定额。由此制定3种(1.5、2、3m)地下水埋深条件下不同降水水平年的棉田灌溉制度:播前灌之后,50%水平年不再灌溉;75%水平年当地下水平均埋深为3m时,灌一次花铃水;85%水平年在地下水平均埋深为2、3m时,各灌一次花铃水。地下水补给作用对棉花根系层土壤含水率存在着不可忽视的影响,特别是当地下水埋深不超过2m时制定棉田的灌溉制度应充分考虑地下水的补给作用。     

平罗县地下水埋深动态变化特征及驱动因素分析

根据2007-2017年平罗县地下水埋深长期观测资料以及有关统计数据,利用趋势分析、地统计分析、主成分分析、多元线性回归分析等方法,分析了平罗县地下水埋深时空变化特征及其驱动因素。结果表明:①11年来平罗县地下水埋深整体呈下降趋势,贺兰山地区下降较为明显,西大滩蝶形洼地及北部地势低洼区地下水埋深略有下降,其他地下水浅埋区年际变化不明显;②地下水埋深年内呈双峰型波动,波动幅度在0.51～1.19 m之间,具有明显的季节性;③空间分布上地下水埋深东西差异大,南北差异小,部分地势低洼地区存在一定面积的浅埋区;④平罗县地下水埋深变化主要受到黄河水引水量、农作物种植面积等人为因素的影响,降雨量、气温等环境因素对地下水埋深影响较小。     

地下水埋深对春玉米需水量及需水系数的影响

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,春玉米需水量和地下水利用量的变化规律,对春玉米需水系数进行了计算。结果表明,在全生育期内,春玉米需水量最大值出现在地下水埋深为0.5 m时,1.0 m时最小;地下水埋深对春玉米需水量的阶段分配没有太大影响,不同地下水埋深处理的规律基本一致,即拔节到抽穗期最小,灌浆到收获期最大;不同地下水埋深的春玉米日需水量变化规律也基本一致,即前期较小,生长盛期达到最大;春玉米需水系数在播种-拔节期最小,在抽穗-灌浆期最大。研究结果可为春玉米节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。     

地下水埋深及矿化度变化对番茄产量及品质的影响

【目的】探究地下水矿化度和埋深的变化对番茄的产量及品质的影响。【方法】采用土柱测桶试验,试验配制3种质量浓度(0、2、4 g/L)的NaCl溶液,设计3种地下水埋深(90、70、50 cm),用以模拟不同矿化度及不同埋深的地下水,并对番茄的产量及品质进行测定,且利用综合主成分分析的方法对番茄进行评价。【结果】番茄单株产量、收获指数、平均果质量及果色指数(TCI)均随地下水矿化度增加而显著减小,随地下水埋深增加而显著增加;而番茄Vc、可溶性糖、总酸和可溶性固形物量均随地下水矿化度增加而显著增加,随地下水埋深增加而显著减少。综合主成分分析结果显示,番茄产量及品质在地下水埋深为90、70 cm及矿化度为0、2 g/L的情况下表现较优,90/0(地下水埋深：cm/矿化度：g/L)处理下得分最高。【结论】盐分和地下水埋深对番茄的产量及品质均有较大影响,低盐深埋有利于番茄产量提高,但高盐浅埋对于番茄营养品质改善有促进作用,适宜的矿化度和埋深促进番茄的生长发育,使产量和品质都能达到较优水平。     

地下水浅埋区水磷耦合对冬小麦的影响

在潮土地下水埋深较浅的地区,利用防雨微区试验,研究了浇灌浆水和施磷对缺磷潮土区冬小麦灌浆期的光合速率、单叶水分利用效率和产量方面的影响。结果表明：浇灌浆水与施磷都能促进光合作用,降低胞间二氧化碳浓度,增加气孔导度,增加冬小麦的株高、穗长、穗粒数、成穗数和产量;浇灌浆水高磷处理产量最高,不浇灌浆水施用磷素处理的单叶水分利用效率最高。     

地下水埋深对水稻净光合速率的影响及动态模拟研究

以稻田地下水埋深作为调控指标,研究了水稻各生育期不同地下水位调控对水稻光合速率的影响。结果表明,稻田地下水埋深显著影响水稻光合速率。分蘖期、拔节—孕穗期、抽穗—开花期、乳熟期,在地下水位调控下日光合速率变化情况基本一致,但光合速率峰值在水分胁迫下较正常状态有不同程度下降,且净光合速率下降幅度随着水分胁迫程度的加剧和时间的延长而逐渐增大。轻度水分胁迫下,复水后净光合速率出现补偿效应。基于Leuning-Ball气孔导度模型的光合速率模型,净光合速率模拟值与实测值基本一致,模拟精度较高。     

气候变化与人类活动对地下水埋深变化的影响

以通辽市科尔沁区为研究区,利用累积距平、M-K突变检验和累积量斜率变化率比较法,对降水量变化与地下水埋深变化进行突变检验,定量评估研究区气候变化与人类活动对地下水埋深变化的贡献度。结果表明:地下水埋深多年来呈显著上升趋势,降水对地下水埋深动态变化的影响存在明显的滞后现象,滞后期为3 a;研究区地下水埋深与降水量突变点为1998年,前期1980—1998年为基准期,后期1999—2016年为影响期;研究区气候变化对地下水埋深变化影响的贡献度为24.5%,人类活动对地下水埋深变化影响的贡献度为75.5%,人类活动是造成地下水埋深下降的主要原因。     

地下水浅埋区施肥对麦田土壤养分及产量的影响

2010年10月～2011年6月在天津农学院农田水循环试验基地进行田间试验,通过室外采样和室内测定,研究了地下水浅埋区施肥对麦田土壤养分和产量的影响。结果表明：硝态氮和速效磷均表现出在表层0-20cm处含量远远高于其它土层,随土层深度的加深,含量逐渐降低,60cm以下土层硝态氮和速效磷的含量变化缓慢。高、中、低、零肥处理硝态氮含量最大值呈现与施肥量多少相同的趋势,速效磷含量最大值的分布规律与施肥多少关系不太明显。0-40cm土层中硝态氮和速效磷含量随时间变化较其他土层要明显,在天津地区复种指数较高的农田土壤中,低肥水平（底肥300kg/hm2,追肥150 kg/hm2）可以满足冬小麦生长需求,既节约资源,又保护环境。