玉米高光谱及其红边特征分析

通过大田和室内试验,测定了玉米冠层、完全展开倒一、三叶在不同发育期的反射光谱及叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量。结果表明,随发育期推迟,冠层反射率在可见光范围内降低,在近红外区域增高;冠层光谱的红边具有“双峰”现象,红边位置λrad随发育期推迟呈“红移”现象,而红边幅值Dλred和红边面积Sred“红移”和“蓝移”现象;叶面积指数、地上生物量和鲜叶重与冠层λred、Dλred、Sred显著相关,叶片叶绿素和类胡萝卜素含量与其λred、Dλred、Sred也显著相关。     

新野县夏玉米肥料农学参数试验研究

肥料贡献率、农学效率、偏生产力等是重要的农学参数,通过这些参数,可以衡量施肥的增产效果,为修订夏玉米施肥配方和单元施肥指导意见提供技术支撑。2009—2010年新野县农业局共完成夏玉米丰缺指标试验6点次,通过统计分析,取得了夏玉米主要农学参数。     

高产夏玉米肥料农学效应及利用率分析

玉米是北方主要粮食作物,近年来化肥施用量逐年增加,肥料利用率降低,为减少化肥投入量,提高肥料利用率,提升作物品质,安排肥料试验,共设5个处理,无氮区(N0P6K12),无磷区(N22P0K12),无钾区(N22P6K0),氮磷钾全肥区(N22P6K12),无肥区(N0P0K0)三次重复,随机区组排列,研究玉米肥料利用率。全肥区籽粒较无肥区增产134.6kg/667m² ,增产率24.5%;全肥区茎叶较无肥区增产441.6kg/667m²,增产率为47.9%。氮肥的农学效率为0.91kg/kg,磷肥的农学效率为11.37kg/kg,钾肥的农学效率为8.93kg/kg,氮磷钾肥料的农学效率为3.37kg/kg。氮肥的农学效率很低,说明氮肥施用过量,在玉米施肥时要大幅度减少氮肥用量;磷肥、钾肥的农学效率较高,说明磷肥、钾肥的用量不足,在玉米配肥时要增加磷肥、钾肥用量。     

导数光谱在棉花农学参数测定中的作用探讨

通过大田和室内试验,测定了2个品种的棉花冠层、完全展开倒3叶在不同时期的高光谱反射率及对应叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量,分析并证实了棉花导数光谱时消除测量背景影响及寻找特征波长方面的作用。将导数光谱用于棉花农学参数的测定,发现棉花冠层和叶片光谱都存在红边位移现象,并且红边参数(红边位置、红边幅值、红边面积)与叶面积指数、鲜叶重、干叶重和叶绿素含量有显著相关,从而证明用棉花导数光谱测定它的某些农学参数的可行性。     

导数光谱在棉花农学参数测定中的作用

通过大田和室内试验，测定了2个品种的棉花冠层、完全展开倒3叶在不同时期的高光谱反射率及对应叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量，分析并证实了棉花导数光谱对消除土壤背景影响及寻找特征波长方面的作用．将导数光谱用于棉花农学参数的测定，发现棉花冠层和叶片光谱都存在红边位移现象，并且红边参数(红边位置、红边幅值、红边面积)与叶面积指数、鲜叶质量、干叶质量和叶绿素含量有显著相关，从而证明用棉花导数光谱测定它的某些农学参数的可行性．     

导数光谱在棉花农学参数测定中的作用探讨

通过大田和室内试验,测定了2个品种的棉花冠层、完全展开倒3叶在不同时期的高光谱反射率及对应叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量,分析并证实了棉花导数光谱对消除测量背景影响及寻找特征波长方面的作用.将导数光谱用于棉花农学参数的测定,发现棉花冠层和叶片光谱都存在红边位移现象,并且红边参数(红边位置、红边幅值、红边面积)与叶面积指数、鲜叶重、干叶重和叶绿素含量有显著相关,从而证明用棉花导数光谱测定它的某些农学参数的可行性.     

水稻、玉米、棉花的高光谱及其红边特征比较

 测定了水稻、玉米、棉花 3种作物共 6个品种的冠层和主茎叶片不同生育期高光谱反射率及其对应叶片中叶绿素、类胡萝卜素含量 ,分析了它们的高光谱及其红边特征和红边参数与叶面积指数、地上生物量、鲜叶重及叶片色素含量的相关性。结果表明 :(1) 3种作物冠层高光谱反射率大小与其生育期有关。冠层和叶片光谱反射率最大值比较结果是 ,冠层光谱 :棉花 >玉米 >水稻 ;叶片光谱 :水稻 >棉花 >玉米。 (2 ) 3种作物冠层光谱的红边都具有“双峰”现象。红边幅值Dλr 和红边面积Sr 均呈增大、减少的变化规律 ,但红边     

基于红边参数和人工神经网络的苹果叶片叶绿素含量估算

【目的】应用人工神经网络来解决苹果叶片叶绿素含量与高光谱数据之间的非线性关系,建立估测苹果叶片叶绿素含量的最佳模型,为苹果叶片叶绿素含量的快速无损监测提供参考。【方法】以位于陕西扶风杏林镇的树龄为4～5年的15棵苹果树为研究对象,2015年分别于果树花期(4月27日)、幼果期(5月30日)、果实膨大期(7月6日)、果实着色期(8月5日)、果实成熟期(9月11日)采集叶片样本,利用SVC HR-1024i型高光谱仪和SPAD-502叶绿素仪同步获取苹果叶片光谱值和对应的叶绿素含量,对原始光谱和一阶导数光谱与叶绿素含量之间的关系进行分析,从一阶导数光谱中提取苹果叶片光谱的5个红边参数,从5个红边参数中筛选出相关性好的红边参数,使用传统单变量回归算法、反向传播(back propagation,BP)神经网络和径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络,建立叶绿素含量估测模型,用决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)来验证模型的准确性。【结果】与原始光谱相比,一阶导数光谱与苹果叶片叶绿素含量的相关性更高。5个红边参数中,红边位置、峰度系数、偏度系数与叶绿素含量的相关系数均较高,且均达极显著水平。建立的传统单变量回归模型中,基于红边位置、峰度系数和偏度系数的R2均大于0.7,其中基于偏度系数建立的多项式模型模拟精度最高,验证结果R2为0.872,RMSE为4.631,RE为8.81%。选取红边位置、峰度系数和偏度系数为人工神经网络的输入变量,分别优化BP神经网络的隐含层节点数和网络类型以及RBF神经网络的扩展系数(SPREAD值)来提高预测精度,结果发现,建立隐含层节点数为4的双隐含层BP神经网络最优模型R2为0.891,RMSE为3.844,RE为7.55%;当SPREAD值为0.6时,建立的RBF神经网络最优模型的R2为0.955,RMSE和RE分别为2.517和3.69%。【结论】估算苹果叶片叶绿素含量时,人工神经网络模型比传统单变量模型精度高,其中RBF神经网络模型学习速度快、精度高,拟合结果更加可靠。     

基于红边参数不同品种的估算模型

【目的】利用红边参数的动态变化规律建立不同品种滴灌棉花叶面积指数估测模型。【方法】以棉花品种新陆早50号、新陆早58号和鲁棉研24号(杂交棉)为材料,分析LAI和红边位置的动态变化,构建滴灌棉花叶片红边参数-LAI估算模型。【结果】LAI增长最快时期均出现在40~70 d,不同品种滴灌棉花的LAI增长速率有明显的差异,表现为:鲁棉研24号>新陆早50号>新陆早58号;不同品种棉花均在病虫害发生期出现蓝移现象,在棉花正常生长下,出现红移现象。红边参数与LAI均达到极显著相关,构建3个估算模型中,鲁棉研24号精度最高(R²=0.816 8 ,RMSE=0.77)。【结论】建立的估算模型均可对LAI进行有效估测。     

基于改进红边面积的夏玉米叶片氮素含量导数光谱监测

【目的】从夏玉米叶片一阶导数光谱中提取监测叶片氮素含量变化的敏感红边面积,为夏玉米氮素营养遥感监测提供依据。【方法】使用高光谱仪ASD Field Spec Pro,于喇叭口期(08-05)、抽雄期(08-22)、吐丝期(09-05)和乳熟期(09-13)采集不同氮素处理水平下(0,120,240 kg/hm2)的夏玉米叶片光谱,并在红边波长范围(680~760nm)求取一阶导数(一阶导数光谱),然后采用基于小波变换的阈值去噪方法对一阶导数光谱进行去噪处理;考察夏玉米4个生育时期内一阶导数光谱对不同氮素处理水平的响应特征,以及当波长范围从红边核心区域720~740 nm逐步扩展到700~760 nm时,对应包围面积与叶片氮素含量相关系数的变化情况,在此基础上分析红边面积常规计算方法的不足,并提出针对性的改进措施;在4个生育时期内,对改进红边面积MSred和通过常规计算所得红边面积Sred与叶片氮素含量的相关性进行分析,并评价MSred的效果。【结果】(1)对于不同的氮素处理水平,位于红边核心区域720~740 nm的一阶导数光谱值相对于红边边缘区域具有更显著的响应特征。(2)在4个生育时期内,当波长范围处于红边核心区域时对应红边面积值较小,但其与叶片氮素含量的相关性较高;当波长范围以720~740 nm为中心、2 nm为步长扩展至700~760 nm时,对应包围面积值总体上呈线性增长趋势,而其与叶片氮素含量的相关性则逐渐降低。(3)在喇叭期、抽雄期、吐丝期、乳熟期,MSred与夏玉米叶片氮素含量的相关系数分别为0.876 8,0.827 5,0.844 2和0.883 8,比同生育时期Sred与叶片氮素含量的相关系数分别提高了7.50%,5.00%,9.75%和5.54%。【结论】改进红边面积MSred可以更准确地指示叶片氮素含量的变化,为采用高光谱技术快速诊断夏玉米氮素营养亏缺状况提供了新途径。     

北方夏玉米农田土壤水分预测模型的研究

【目的】检验和比较4个夏玉米农田土壤水分预测模型的预测精度。【方法】根据农田土壤水分平衡原理,建立北方夏玉米农田土壤水分预测模型,其中潜在蒸散量子模型分别用国内彭曼修正式(简称国内法)和FAOPenman-Monteith(简称FAO法)方法,作物发育期子模型分别用多年平均发育期法和积温法。用2002年6~9月中国气象局农业气象试验基地的21个不同水分处理小区的夏玉米全生育期观测资料(包括土壤湿度、作物发育期、气象和灌溉等资料),对模型进行检验和比较。【结果】在土壤湿度中等和较低的情况下,土壤水分预测模型中潜在蒸散量子模型采用国内法对不同预测时效下夏玉米农田土壤水分的平均预测精度高于FAO法,而在土壤湿度较高的情况下则反之;国内法和FAO法在不同预测初始日期下,对所有试验小区土壤水分的平均预测精度均随着预报时效的增加而降低。土壤水分预测模型中,作物发育期子模型采用积温法或多年平均发育期法均可对北方地区夏玉米农田土壤水分进行预测,两者对0~100 cm土层土壤水分预报的最大绝对差值小于5 mm。【结论】土壤水分预测模型中潜在蒸散量子模型采用国内法对夏玉米农田土壤水分的预测精度高于FAO法;土壤水分预测模型中作物发育期子模型采用多年平均发育期法和积温法对夏玉米农田土壤水分的预测精度基本相同。利用该模型还可对北方夏玉米农田进行灌溉预报和排渍预报。     

京津冀地区极端高温发生对夏玉米产量的影响

为阐明极端高温对玉米生产造成的影响,比较1954-2015年京津冀地区典型站点历史气象数据,并应用APSIM模型模拟极端高温发生对玉米产量的影响.结果表明,1954-2015年,北京市和天津市,极端高温天数和高温累积度日(EDD)在夏玉米的受精结实期呈上升趋势;河北省泊头市虽然无明显上升趋势,但2006-2015年的极...     

山东地区夏玉米的高产种植技术

随着我国市场经济的不断发展和农业供给侧的不断改革,玉米价格呈现出大幅度下降趋势, 玉米种植面积也急剧下降。为了提高玉米的产量和效益,科学推广和应用玉米高产种植技术是当务 之急,同时也是玉米产业快速发展的必然趋势。基于以上情况,本文从精细播种、苗期管理、玉米穗期 管理、花粒期管理五个方面入手,研究了夏玉米高产种植技术。希望通过这次研究,为相关种植人员 提供有效的参考。     

低磷红壤的玉米磷肥农学效应与农学阈值

为促进红壤磷肥高效利用,实现磷肥减施增效,通过连续3 a田间定位试验,在低磷红壤和4个施磷（P₂O₅）水平（0、60、90、120 kg·hm^-2,分别记为P0、P60、P90、P120）下,研究施磷量对玉米产量、磷肥利用效率的影响,以及磷肥农学阈值对不同施磷水平的响应。结果表明：在低磷红壤上,施用磷肥显著增加了玉米产量,提高了玉米产量可持续指数,且玉米产量随施磷量增加而增加,在P120处理下产量最高,平均比P0处理显著增加210.48%,但与P90处理差异不显著。玉米当季磷肥偏生产力、磷肥表观利用率均呈现随磷肥施用量增加而减少的趋势,其中以P60处理效果最佳。施磷显著增加土壤有效磷含量,其中以P120处理有效磷含量最高,平均比P0处理显著增加313.44%。土壤磷平衡时的磷肥施用量为19.89~23.00 kg·hm^-2。低磷红壤玉米磷肥农学阈值为97.04 kg·hm^-2。研究表明,在西南低磷酸性红壤中,合理施用磷肥可提高玉米产量和玉米当季磷肥农学利用率,在本试验磷的基础养分条件下,按P90处理施磷,可实现玉米减肥增效、促进农业绿色发展的目标。     

夏玉米早播方法及早播增产的原因

早播可延长生育期,减轻玉米小斑、花叶等病害,还可以减轻或避免不良天气的危害,达到玉米增产目的。为此,笔者探讨了夏玉米早播方法及早播增产的原因,为指导农业生产提供参考。     

RCP情景下河南省夏玉米产量的变化及适应措施

【目的】准确预估未来气候变化条件下河南省夏玉米产量的变化,探索保障河南省夏玉米生产可持续发展较为有效的适应措施。【方法】将河南省划分为4个夏玉米主栽区,引入未来气候变化情景数据,分别为基准气候条件(RCP rf,1951-2005)和未来(2006-2050)RCP 4.5(中)、RCP 8.5(高)两种浓度路径(RCPs)情景。利用CERES-Maize模型模拟未来气候变化对河南省夏玉米潜在产量和雨养产量的影响。以作物模型和气候情景数据为基础,分别模拟改变种植密度、调整播期和优化灌溉方式3种适应措施的增产效果。【结果】未来不同气候变化情景下,河南各地区夏玉米潜在产量较基准条件降低6.1%～18.1%(RCP 4.5)和14.3%～24.6%(RCP 8.5),其中RCP 4.5情景下豫北减产最高(15.9%), RCP 8.5情景下豫东减产最高(21.1%);夏玉米雨养产量较基准条件降低5.1%～28.5%(RCP 4.5)和8.3%～28.9%(RCP 8.5),豫东减产最高,减产率分别为20.1%(RCP 4.5)和24.4%(RCP 8.5);不同气候变化情景下,夏玉米潜在和雨养产量差在0～2 814 kg/hm~2(RCP rf),0～1 868 kg/hm~2(RCP 4.5)和0～2 132 kg/hm~2(RCP 8.5),豫北产量差最高,豫西南降水较充足产量差最低,豫北和豫西产量差较基准条件降低,豫东产量差略增加。通过改变种植密度、调整播期和优化灌溉方式等措施,探讨不同适应措施的应用效果表明,种植密度每增加1万株/hm~2,夏玉米潜在产量增加3.8%～4.0%(豫北和豫东)和5.2%～5.6%(豫西和豫西南);雨养产量增加3.2%～3.7%(豫北和豫东)和5.2%～5.5%(豫西和豫西南)。播期推迟10 d,夏玉米潜在产量各区分别提高1.6%～9.5%(RCP 4.5)和2.7%～8.5%(RCP 8.5),雨养产量各区分别提高3.8%～13.2%(RCP 4.5)和5.4%～13.1%(RCP 8.5)。优化灌溉措施更适用于豫北和豫东,最高可分别增产31.4%,19.4%(RCP 4.5)和34.2%,16.9%(RCP 8.5)。【结论】未来RCP情景夏玉米潜在产量、雨养产量较基准气候条件均降低;增加种植密度、播期推迟10 d可实现增产,在播种期和拔节-抽雄期2个阶段同时灌溉,可提高水资源利用效率。     

起垄栽培对夏玉米生态环境及生长发育的影响

研究了起垄栽培对夏玉米生态环境及生长发育的影响。结果表明,土壤垄作在一定程度上改进了耕层的土壤结构,提高了土壤温度,协调了土壤三相比,垄面５５ｃｍ以内土壤容重减少１２．５％,孔隙度增大１７．８％,田间小气候改善,风速变大,基部ＣＯ２的含量升高了６．６％,促进了根系的发育,干物质积累增多,叶面积指数增大,后期表现出较好的保绿性,茎鞘和叶片干重提高,输出减少,子粒灌浆速率增大,千粒重增加２６．７ｇ,单     

株型调控对夏玉米冠层结构及生理性状的影响

以紧凑型玉米品种郑单958为材料,以"金得乐"化控试剂为调控株型的手段,在紧凑型的基础上进一步优化玉米的株型,挖掘玉米的增产潜力。试验设为3个密度:60 000、75 000和90 000株/hm2,每个密度下设置相同的化控处理:T(6+12)6、12叶展期分别叶面喷施2.25和1.5mL/L"金得乐"(EC)试剂;T(6+8)6、8叶展期分别叶面喷施1.5mL/L EC试剂;CK对照不喷施。结果表明:在不同的密度下存在着不同的理想株型。中低密度下较为理想的株型为穗位低(占株高的40%),穗位层短即棒三叶叶间距小(占株高的17%),穗位层叶面积大(占整株叶面积的29%),穗上层叶片紧凑,叶间距大。高密度下较为理想株型为穗位低(占株高35%),穗下叶面积大(占整株叶面积的47%),穗位及穗上叶片紧凑,穗位叶面积较小(占整株叶面积的26%)、穗位及穗上叶间距大。