基于可见光光谱扫描的春玉米氮素营养诊断

采用可见光光谱扫描研究田间条件下春玉米冠层图像色彩参数和氮素营养指标之间的相关性以及简便、快捷、非接触性的作物氮素营养诊断方法。结果表明,春玉米冠层图像色彩参数与氮素营养指标间的相关性依次为6叶期>9叶期>3叶期。在6叶期,春玉米冠层图像色彩参数B、R/G、G/B、G/L、B/L、G/(R+G+B)均与氮素营养指标存在显著或极显著的线性相关关系,其中,G/(R+G+B)与氮素营养指标间的线性正相关性最高。运用可见光光谱扫描的数字图像进行东北地区春玉米氮素营养诊断是可行的,6叶期可作为春玉米氮素营养诊断的关键时期,G/(R+G+B)是春玉米氮素营养诊断的最佳冠层图像色彩参数。     

基于无人机遥感的花生氮营养反演研究

氮素是影响花生生长发育的重要因素之一,目前传统凯氏定氮法测定步骤繁琐且需要时间较长,而无人 机遥感具有实时、灵活、低成本的特点,因此,为实现对花生氮含量的快速、无损、准确监测,本研究利用大疆精灵4 号无人机搭载的可见光相机,获取不同生育期的可见光影像,运用神经网络算法,建立叶片数字图像彩色信息和叶 片氮含量的关系模型。结果表明,利用数字图像指标作为网络输入向量时,所构建模型的平均绝对偏差为1.5左 右,且以r、g、b(r=R/(R+G+B), g=G/(R+G+B), b=B/(R+G+B))和a, b, c (a=R+G, b=R+B, c=G+B)两种组合参数拟合效果最 好,平均绝对偏差为0.2左右,和真实值相差较小。通过检验发现,两种方法都能准确地预测出花生叶片氮含量,所 构建模型能快速、无损地测定花生植株的肥料状况。     

利用数字图像技术进行玉米氮素营养诊断的研究

通过大田试验设置不同氮肥用量小区,在拔节期前用数码相机拍摄冠层彩色图像,建立数码图像获取信息数据。同时采集植物样品与土壤样品进行分析,分别测定SPAD、植株全氮含量、茎基部硝酸盐浓度、植株体内硝酸还原酶活性4项常规氮素营养诊断指标,分析图像数字化指标如绿光绝对值(G)、绿光标准化值[G/(R+G+B)]、绿光与图像亮度的比值(G/L)、绿光与红光的比值(G/R)与以上4项氮素营养指标的相关性,研究利用数字图像技术进行玉米氮素营养诊断的可行性。     

基于图像处理技术的5种红树林叶片形态特征及叶绿素相对含量的估测

为研究基于计算机视觉的图像处理技术获得的红树林叶片形态特征和叶绿素相对含量,以5种红树林为研究对象,分析其叶片形态特征及建立叶片颜色参数和叶绿素相对含量的回归模型,为苗木培育及营养诊断提供理论依据。结果表明：基于图像处理技术获得红树林叶片形态特征值是可信的,5种红树林叶片形态特征（叶面积、叶长、叶宽、叶周长、叶片形态因子）存在显著差异。红海榄和木榄单片叶片最大,其次是秋茄和桐花树,白骨壤叶片最小,白骨壤叶片形态接近椭圆形,红海榄和秋茄2种红树叶片属于长条型,木榄和桐花树叶片形态类似,红海榄叶长和叶宽相关性最强。5种不同种类红树林的SPAD值和Dualex值差异性显著。利用数码相机获取5种红树林叶片彩色图像,通过图像处理软件提取RGB以及通过差值、比值、标准化值、归一化值等运算组合的28种颜色特征值,与叶绿素相对含量（SPAD值、Dualex 值）进行回归分析,B值与SPAD值极显著相关,(R+B+G)/3、R/B、G/B与SPAD值显著相关;18种颜色特征参数与Dualex值显著相关,其中相关系数最大的为G-B和G值。因此,可依据颜色特征参数（R、G、B）建立相应的统计模型进行红树林叶片叶绿素含量的估测,进而为检测红树林生长、诊断营养状况以及进行水肥精确管理提供理论依据和技术支持。     

有机肥化肥配施的双季晚稻群体冠层光谱特征研究

以不同施肥模式为基础,分析了晚稻群体冠层光谱反射率、一阶微分光谱和归一化光谱特征,并对叶片氮含量、氮积累量、产量、叶面积指数和叶干物质积累进行了相关性分析,构建了以高光谱特征参数为自变量的水稻氮素营养诊断模型。结果表明,叶片氮素含量与665 nm处冠层光谱反射率呈极显著相关性(p0.001),与554 nm和672 nm处的一阶微分光谱也呈极显著相关性(p0.001);以λr构建的指数函数y=684.91e0.028x,决定系数(R2)为0.90、(SDr-SDb)/(SDr+SDb)构建的指数函数y=0.66e0.11x,决定系数(R2)为0.88,均能很好地诊断在有机肥和无机肥配施模式下的水稻氮素营养。     

关中冬小麦叶片氮素含量高光谱遥感监测模型

为给黄土高原大范围的冬小麦氮素营养遥感监测提供理论依据,通过田间试验,研究了冬小麦叶片氮素含量遥感监测的最佳生育时期、最敏感波段及其他最优光谱参量。结果表明,灌浆期是利用高光谱遥感监测冬小麦叶片氮素营养状况的最佳生育时期;在拔节、抽穗和灌浆期680nm波段光谱反射率R680均能较好地反映冬小麦叶片氮素含量,基于光谱位置以及叶面积指数的光谱参量也能较好地反映冬小麦叶片氮素含量。拔节期、抽穗期和灌浆期分别以680nm波段光谱反射率R680、绿峰反射率Rg和植被指数(SDr-SDb)/(SDr+SDb)对小麦叶片氮素含量的拟合效果最佳,其回归方程分别为Y=27.54-280.247 X+1456.245 X2、Y=8.632 X-0.24和Y=25.83 X1.012。     

应用~(15)N标记氮肥研究肥料氮素在橡胶树幼苗叶片中的动态变化

本文以热研7-33-97芽接橡胶幼苗为试材,应用15N示踪技术研究相同施氮量情况下,肥料氮素在橡胶树幼苗叶片中的动态变化规律。氮肥品种为15N标记的CO(NH2)2、15N标记(NH4)2SO4、15N标记Ca(NO3)2和15N双标记NH4NO3。结果表明,橡胶树幼苗叶片对四种15N标记氮肥吸收分配势(Ndff值)总体上均随施肥时间的延长表现为逐渐增加的趋势;但各氮肥处理间叶片Ndff值存在显著差异,同一生长期橡胶树幼苗叶片对肥料氮的征调能力总体上表现为:NH4NO3-15NCa(NO3)2-15N(NH4)2SO4-15NCO(NH2)2-15N。通过分析不同生长时期叶片叶绿素相对含量(SPAD值)和Ndff值,发现两者之间总体呈极显著的正相关关系。     

不同品种橡胶幼树叶片微量元素含量差异研究

以7个橡胶树品种1年生幼树为研究对象,研究橡胶幼树叶片微量元素(铁、锰、铜、锌、硼)含量变化规律,并分析橡胶树产量水平与微量元素含量的相关性。结果表明:不同品种橡胶幼树叶片中,锰含量表现出随月份而逐渐增加的趋势,但铁、铜、锌、硼含量变化规律表现不一致。叶片铁、锰、铜、锌、硼含量较高的品种分别为‘粤390-1’‘热研7-33-97’‘热研8-79’‘热垦525’和‘粤390-1’,不同品种橡胶树叶片微量元素含量顺序均为:锰铁硼锌铜。橡胶树产量水平与叶片锌含量达极显著正相关(r=0.87),与叶片硼含量达显著负相关(r=-0.80)。     

热研7-33-97袋装苗叶片愈伤组织诱导培养研究

为扩大橡胶树组织培养外植体来源和建立高效稳定的橡胶树叶片离体再生体系,以1年生巴西橡胶树品种热研7-33-97袋装苗叶片为材料,研究叶片的预处理、0.1%升汞不同消毒时间、离体叶片切取部位、3种激素(6-BA、NAA、2,4-D)不同浓度配比对愈伤组织诱导的影响,筛选愈伤组织诱导最适培养基。结果表明:用液体培养基MS+3mg/L 6-BA+0.5 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L NAA对橡胶树袋装苗叶片进行预处理,可诱导出愈伤组织;用0.1%升汞对袋装苗叶片消毒15 min,其存活率达2.47%,为最佳消毒方法;用含主脉叶块和含主脉出愈叶块未出愈伤组织部分进行培养所诱导的愈伤组织质地较坚实、呈黄绿色,为橡胶袋装苗叶片培养的最适宜外植体;橡胶袋装苗叶片最佳愈伤组织诱导培养基是MS+3 mg/L 6-BA+0.5 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L NAA+4%蔗糖+3 g/L植物凝胶,用此培养基对含主脉叶块和含主脉出愈叶块未出愈伤组织部分进行培养,其出愈率分别达49.07%和42.22%。结论:大田1年生橡胶树品种热研7-33-97袋装苗叶片经预处理后选择含主脉叶块为外植体,可诱导出理想的愈伤组织。     

基于多光谱图像的水稻叶片叶绿素和籽粒氮素含量检测研究

先利用常规技术分析了水稻的叶片叶绿素和籽粒氮素含量,然后用包含绿(G)、红(R)和近红外(NIR)三波段通道的电荷耦合器件(CCD)成像技术对水稻叶片和籽粒进行了无损检测。试验结果显示,水稻叶片叶绿素a、叶绿素b分别与G、NIR通道图像灰度呈极显著线性相关,叶绿素(a+b)含量则与上述两通道图像灰度呈显著线性相关;而且,水稻籽粒氮素含量与G、NIR通道、归一化植被指数(NDVI)灰度呈显著线性相关。由此建立了水稻叶片叶绿素和籽粒氮素含量的多光谱图像预测模型,并分别用21个样本对模型进行检验,其中线性显著相关的7个模型的相对误差RE(%)介于9.36%~157%,实现了对水稻叶片叶绿素和籽粒氮素含量的快速、准确、非破坏性检测。     

草甘膦对巴西橡胶树芽接苗叶片形态和生理指标的影响

以橡胶树品系CATAS7-33-97的芽接苗为材料,研究草甘膦对其叶片形态和生理活性的影响。结果表明:喷施草甘膦导致橡胶树叶片脱落后,引起整蓬新生叶片变长、扭曲。该蓬新生叶片稳定后,下一蓬新生叶片形状会部分恢复。叶片畸形与含水量变化无关,但会导致叶绿体结构变化、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增加13%~40%、可溶性糖含量下降47%~81%和脯氨酸含量上升15%~389%。     

草甘膦对巴西橡胶树芽接苗叶片莽草酸和4种激素含量的影响

为探究草甘膦诱导橡胶树芽接苗叶片畸变的作用机理，以巴西橡胶树品种‘热研7-33-97’芽接苗为材料，喷施188 g a.i/hm2的草甘膦剂量，分析芽接苗不同形态叶片莽草酸和4种激素含量变化规律。结果表明：莽草酸积累量在草甘膦施药前后呈显著差异，当叶片出现半黄半绿表型时，莽草酸积累量较未施药前上升12.40%，而在2种再生畸形叶(叶片长度＜7 cm和＞7 cm)和恢复叶时分别下降75.01%、77.48%和62.69%；喷施草甘膦后各类型叶片生长素和赤霉素的含量均与未施药前对照叶片差异不显著，脱落酸和玉米素含量较对照差异显著，半黄半绿叶片脱落酸含量较未施药对照下降12.40%，玉米素较施药前下降33.54%；2种再生畸形叶出现后，脱落酸含量较未施药前分别升高30.40%和45.61%，玉米素分别升高41.48%和86.02%。说明莽草酸和植物激素共同调节着橡胶树的生长，且影响了橡胶树叶片畸形。     

中规模推广级橡胶树优良品种热研7—33—97的选育

热研7—33—97是一个速生高产抗性较强的橡胶树优良品种。两院试验场高级试验区头9个割年的鉴定结果,其平均干胶产量为4.35千克/株·年、1910千克/公顷·年,分别为对照RRIM600的131.8％和169.5％,干胶含量高,产胶潜力大,干胶性能好,抗风、抗寒能力都优于RRIM600,1993年被评为中规模推广级品种。     

不同铝水平胁迫对橡胶树幼苗若干生理指标的影响

研究不同铝水平胁迫(0、50、100、200、400 mmol/L)对橡胶树幼苗过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、叶绿素含量、叶片相对电导率及幼苗地上部与地下部铝含量变化的影响。结果表明,铝胁迫均使橡胶树幼苗生理指标产生一定的变化。在200 mmol/L和400 mmol/L铝水平下橡胶苗叶片POD活性和SOD活性先上升后下降至胁迫前甚至为0;MDA含量则大量增加,而且越来越高;叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素b随胁迫时间的推移呈下降趋势,且铝浓度越大下降趋势越明显;相对电导率随胁迫时间的推移均呈现上升趋势,介于60%~100%之间,超过细胞质膜死亡的阈值;橡胶苗地下部铝含量分别约为地上部铝含量的3倍、2倍、1.3倍。不同铝水平胁迫处理中,随着铝浓度越高、胁迫时间越长对橡胶树幼苗生理指标的影响越大。其中在200 mmol/L铝水平下叶片相对电导率大于50%,达到叶片细胞膜透性阈值,MDA则大量增加,SOD和POD急速上升后下降,叶绿素含量极少。因而认为橡胶树幼苗的最高铝耐受浓度为200 mmol/L,地下部铝含量的耐受量为6.2 mg/g,地上部的耐受量为2.9 mg/g。