大豆叶片叶绿素含量与光谱的特征分析

用Unispec光谱分析仪和SPAD叶绿素仪测定了2个品种从初花期到成熟期的反射光谱和叶绿素含量.用SPAD叶绿素仪测定结果表明:每个时期均为合交98-1667的叶绿素含量高于合丰55号;用Unispec光谱分析仪测定结果显示:合丰55号大豆的光谱反射率高于合交98-1667,并且发现在可见光510 nm～610 nm处有一个叶绿素反射吸收峰,此吸收峰是大豆叶片上特有的一个特征值.数据统计分析表明:叶片叶绿素含量与光谱植被指数mSR705、mND705,和PSSRc具有极显著相关性.说明可以通过测量叶片光谱的方法来监测大豆叶片叶绿素含量.     

基于高光谱指数的叶片尺度叶绿素荧光参数反演

在叶片尺度上,基于高光谱植被指数反演实际光合速率(Phi2)、非调节的光能耗散(PhiNO)、非光化学淬灭(PhiNPQ)、相对叶绿素含量(RC)4个叶绿素荧光参数,分析不同氮素处理下叶片光谱反射率和4个叶绿素荧光参数在不同时期的变化特征。结果表明,可见光波段在过量施氮下叶片反射率低于不施氮处理;在近红外波段,叶片光谱反射率随着施氮量的增大而增大。随着玉米的生长,不施氮处理下Phi2逐渐减少,PhiNPQ逐渐增加;过量施氮下Phi2先增加后减少,PhiNO和PhiNPQ先降低后增加。RC在不同施氮条件下均随着生育时期发展先增加后减少。Phi2和PhiNPQ与归一化植被指数(NDVI)的相关性最好,PhiNO与改进型叶绿素吸收比值指数(MCARI)的相关性最好,RC与红边植被指数(CIred edge)的相关性最好。     

橡胶树叶片氮素营养特性及其对施氮量的响应

以2 a橡胶树幼树为种植对象,采用单因素随机区组设计田间试验,设置3种施氮水平处理(低氮28 g/株、中氮56 g/株和高氮84 g/株),动态监测降雨量、日均气温、成熟叶氮含量、叶绿素含量等指标,各参数进行回归分析及相关分析。结果表明:①橡胶树叶片氮含量在周年生长期内整体呈下降趋势;不同施氮水平之间叶片氮含量差异不显著;②叶片叶绿素含量具有明显的季节变化特征,全年呈多峰型曲线波动;不同施氮水平间叶绿素含量差异不显著;③相关分析表明,叶片叶绿素含量与氮含量呈显著的正相关关系(P<0.05);叶片氮含量与日均温度及降雨量均表现出正相关关系,其中与日均温度呈极显著相关(P<0.01),与降雨量呈显著相关(P<0.05);叶绿素a、叶绿素b含量及叶绿素总量均与日均温度和降雨量表现出极显著正相关(P<0.01);叶绿素a/b周年平均值和施氮量之间呈极显著负相关关系(P<0.01),随着施氮量的增加叶绿素a/b降低。施用氮肥后叶片氮素和叶绿素含量均出现明显增加的趋势,叶绿素含量一定程度上反映了橡胶树叶片氮营养状况,但受到季节和气候等因素的影响。     

不同施氮水平下大豆反射光谱预测叶片氮含量模型

通过分析不同施氮水平下大豆叶片氮含量与叶片光谱反射率之间的关系,确立了大豆叶片氮含量的敏感波段及预测方程.结果表明:在 530、550、890和930 nm 4个波段的光谱反射率与大豆叶片氮含量的相关性达显著或极显著水平.通过4种植被指数的比较,NDVI的R2最大,RMSE最小.筛选得到回归方程:Y= -323.214×NDVI2 (890,530)+469.9307×NDVI (890,530)-165.021,该模型适用于不同生育期大豆叶片氮含量的预测.     

氮素对不同来源大豆氮代谢相关指标的影响

在田间条件下,以12个不同来源大豆品种为试验材料,采用二因素裂区设计,研究了不同大豆品种间叶片氮代谢相关指标的差异,以及氮素对叶片氮代谢相关指标的影响.结果表明:氮肥处理对不同来源大豆品种叶片氮代谢指标影响不同,不同生育时期大豆对氮肥的反应也有所差别.施肥处理会降低开花期辽宁当代品种叶片的谷氨酰胺合成酶(GS)活性;中等肥力处理(100 kg hm-2)会提高结荚期俄亥俄当代品种叶片的GS活性,而高肥处理则会降低该酶的活性;辽宁当代品种和辽宁老品种叶片GS活性随着施氮量的提高而降低.在鼓粒期,中等肥力处理会提高俄亥俄当代品种和辽宁当代品种叶片的GS活性,而施肥处理会降低辽宁老品种的GS活性.在开花期,三组不同来源品种叶片的硝态氮含量均随着施氮水平的提高而增加.施肥处理能显著提高叶片的氨态氮含量.     

施氮对玉米产量和氮素积累及相关生理指标的影响

通过田间试验研究施氮对玉米产量、氮素积累及相关生理指标的影响。结果表明,施氮使玉米产量提高,与对照处理差异达极显著水平(P<0.01)。施氮处理使玉米植株的氮素积累量、叶片叶绿素含量、SPAD值、植株中硝态氮和可溶性蛋白含量均增加。相关分析表明,玉米植株干物质积累量与氮素积累量呈极显著正相关;植株干物质积累量、氮素积累量均与植株中硝态氮含量呈极显著正相关。因此,可用植株中硝态氮含量作为预测植株吸氮量及生物量的参考,为指导农业生产中合理施用氮肥提供依据。     

不同氮源对大豆硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及蛋白质含量的影响

利用硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4 -N)及混合态氮对4个栽培大豆品种结荚期植株进行诱导处理,研究不同氮源对叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性以及子粒蛋白质含量的影响.结果表明,NO3--N增加4个品种NR活性效果最好,其次是混合态氮,而NH4 -N的效果较差.从4个品种叶片的GS活性看,混合态氮和NH4 -N的处理效果好,而NO3--N的效果差;三种氮源处理4个基因型的子粒蛋白质含量都有不同程度的增加,增加的顺序与提高NR活性的顺序相同.说明施用三种氮肥能增加大豆品种子粒的蛋白质含量,而以施用硝酸钾的效果最佳.相关分析表明,大豆叶片NR活性与子粒蛋白质含量之间呈极显著正相关(r=0.663**),可以把结荚期叶片的硝酸还原酶活性作为选择高蛋白大豆材料的参考指标之一.     

基于Dualex植物多酚-叶绿素仪的冬小麦叶绿素含量高光谱估算

为探讨基于Dualex植物多酚-叶绿素仪和高光谱遥感技术反演小麦叶绿素含量的可行性,利用Dualex植物多酚-叶绿素仪,测定不同生育时期冬小麦叶片叶绿素含量(Chl),同时进行叶片光谱测定,以对Chl敏感的1个一阶导数波段、3个三边参数和3个植被指数作为自变量,利用偏最小二乘法(PLS)和支持向量回归(SVR)构建估测模型,并利用验证样本对各生育时期估测模型进行精度检验,同时与传统的单因素模型进行了比较。结果表明,冬小麦反射光谱曲线在不同生育时期有所不同,且随着叶绿素含量的增加,可见光波段的光谱反射率不断降低;在以一阶导数光谱敏感波段、三边参数以及植被指数构建的冬小麦Chl单因素估算模型中,基于各生育时期显著相关的植被指数构建的模型精度最优;以7个参数作为自变量,利用偏最小二乘法(PLS)和支持向量回归(SVR)构建的模型在各生育时期均表现出较好的拟合性及预测精度,尤其利用SVR建立的模型建模决定系数在0.8以上,预测决定系数在0.7以上,是进行冬小麦叶片Chl估测的最优模型。     

氮肥施用方式对土壤有机质与氮素含量的影响

在秸秆还田条件下,研究了氮肥施用方式对白浆土有机质与氮素时空动态的影响.结果表明:在秸秆还田条件下,白浆土0～20 cm土壤有机质含量随生育进程呈增加的趋势,至收获期达到最大值,20～30 cm土壤于R4期达到最大值;白浆土全氮含量随生育进程呈单峰曲线,于R2～R4期达到最大值;碱解氮含量随生育进程呈单峰曲线,0～20 cm土壤于R5期、20～30 cm土壤于R2期达最大值.种肥施氮增加了0～20 cm土壤有机质含量,追施氮肥使10～30 cm土壤有机质含量增加;种肥施氮增加了R2期以前土壤全氮含量,追施氮肥对土壤全氮含量影响不明显;种肥施氮使20～30 cm土壤碱解氮含量降低,对0～20 cm土壤影响不大,追施氮肥使土壤碱解氮含量增加.白浆土有机质含量与全氮含量、有机质含量与碱解氮含量、碱解氮含量与全氮含量均呈极显著正相关.     

钾肥对菜用大豆生殖生长期叶片叶绿素含量的影响

以2个菜用大豆为材料,在正常氮磷肥基础上,设置4个水平钾肥施用量作为种肥,并分别在大豆开花期和结荚期喷施30 kg·hm-2 K2SO4,研究了钾肥对菜用大豆叶片叶绿素含量的影响.结果表明:钾肥作种肥能显著增加生殖生长期菜用大豆叶片叶绿素含量,2个品种叶绿素总含量均在钾肥施用量120 kg·hm-2时最高.与不施钾肥处理相比,在盛花期、结荚期和鼓粒期,中科毛豆1号叶绿素总含量分别增加9.1％、22.7％和13.0％,品系121分别增加33.3％、17.4％和13.0％.钾肥施用量120 kg·hm-2时,结荚期叶绿素a含量明显增加,并显著提高了叶绿素a/b比值.叶面喷施K2SO4能显著提高菜用大豆叶绿素总量.相同种肥水平下,叶喷钾肥总体上明显增加开花期和结荚期的叶绿素含量,叶绿素a含量,但对鼓粒期叶绿素含量无显著影响.     

玉米叶片高光谱反射率、吸收率与色素含量的关系比较分析

分析测定了大田试验条件下11个玉米品种的3个氮肥处理、2个密度处理和6个生育期的150张叶片在350～2500nm波段的反射率和吸收率及其叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量。玉米叶片在叶绿素吸收波段的最大吸收波长位于665nm附近,665nm处叶片的吸收率与反射率间呈高度负相关(R2=-0.7533,n=150),而吸收率较高(>92%)的叶片的相关性明显强于吸收率较低的叶片。基于近红外波段和叶绿素吸收波段(红波段)或叶绿素反射波段(绿波段)构建的8个高光谱参量只有以反射率为基础计算时才与色素含量间存在相关性。mSR705和mND705无论以反射率还是以吸收率为基础计算,均表现出与色素含量间的强相关关系,而以吸收率为基础计算的mSR705和mND705与色素含量间的相关性又稍强于以反射率为基础计算的mSR705和mND705。本研究结果暗示叶片的表面反射是干扰叶片光谱(尤其是吸收光谱)对色素浓度变化响应的主要因子。     

不同时期喷施APK-9对大豆受酸雨胁迫的缓解效应

为探讨叶面喷施新型酸雨缓解剂APK-9对酸雨胁迫大豆毒害效应的缓解效果,以徐豆18为供试材料,研究了不同生育时期喷施APK-9处理对pH3.5酸雨胁迫下大豆生长的影响。结果表明:pH3.5酸雨自开花期开始显著抑制了大豆植株的生长,进而降低了产量。开花期和结荚期喷施APK-9可明显缓解大豆的酸雨胁迫,氮积累量、磷积累量、叶片色素含量、抗氧化酶活性等显著高于酸雨胁迫的大豆,丙二醛(MDA)含量显著低于酸雨处理大豆。然而,苗期和鼓粒期喷施APK-9,缓解效应下降,叶绿素含量、生物量、产量等下降,而MDA含量上升。可见在适宜时期喷施APK-9对酸雨胁迫下的大豆植株具有一定的缓解效应,而过早或过晚喷施效果较小,在试验中以开花期喷施的效果最佳。     

干旱胁迫对春大豆叶绿素含量和根系活力的影响

以抗旱性不同的3个春大豆品种为材料,对各生育时期不同干旱胁迫条件下叶片叶绿素含量、根系活力和根系相对含水率的变化进行了研究.结果表明:随干旱胁迫程度的增加,叶绿素含量、根系相对含水率显著降低;根系活力苗期＞开花期＞结荚期＞鼓粒期,根系相对含水率鼓粒期＞结荚期＞开花期＞苗期.在干旱胁迫条件下,叶绿素含量在苗期、根系活力在...     

不同土壤质地小麦叶片叶绿素的高光谱响应及估测模型

为给小麦生长过程中叶绿素的实时监测和氮肥调控提供参考,设置3种不同土壤质地(沙土、壤土和粘土)、5种不同施氮水平(0、120、225、330和435kg·hm-2)和3个河南省主栽小麦品种(矮抗58、周麦22和郑麦366),同步测定小麦主要生育时期冠层光谱反射率和叶绿素(Chla+b)含量,系统分析了3种土壤质地条件下小麦Chla+b含量与350~1 050nm波段范围内冠层光谱参数的相关关系。结果表明,3种土壤质地下小麦叶绿素的冠层光谱响应趋势基本一致。光谱指数REPIG和mND705对叶片Chla+b含量的监测效果较好,建模决定系数分别为0.76和0.75。利用独立样本数据对用于建模的此二光谱参数进行检验,其预测效果表现较为稳定,预测决定系数分别为0.87和0.85,均方根偏差分别为0.46和0.48。说明利用光谱指数REPIG和mND705为自变量建立的估测模型可以较好地预测当地生产条件下小麦叶片叶绿素,同时为氮肥施用及调控提供技术依据。     

半野生和栽培大豆叶片某些光合特性的比较

对半野生、半栽培及栽培大豆叶片某些光合特性指标的比较研究表明,半野生大豆、半栽培大豆和栽培大豆叶面积指数依次降低,而比叶重、叶绿素含量和净光合速率均表现为随品种的进化而增加;从生育期的变化来看,3种类型大豆叶片比叶重和叶绿素含量变化基本一致,苗期和结荚期较低,开花期较高,最大值出现在鼓粒期;3种类型大豆的光合日变化都呈“双峰”曲线型变化,但以栽培大豆日变化最为明显。     

基于高光谱遥感的小麦籽粒产量预测模型研究

为了确立能够准确预测小麦籽粒产量的敏感光谱参数和定量模型,于2003～2006年连续3个生长季,通过不同小麦品种和不同施氮水平的4个大田试验,在小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株氮含量、重量和叶面积指数及成熟期籽粒产量,定量分析小麦籽粒产量与冠层高光谱参数的相互关系.结果显示,小麦籽粒产量随施氮水平的提高而增加,不同地力水平间存在显著差异.灌浆前期叶片氮积累量和叶面积氮指数均能够较好地反映成熟期籽粒产量状况,而叶片氮含量和氮积累量及叶面积氮指数在拔节～成熟期的累积值与成熟期籽粒产量的回归拟合效果更好.对叶片氮含量和氮积累量及叶面积氮指数的光谱反演,在不同品种、氮素水平和年度间可以使用统一的光谱参数.根据"特征光谱参数-叶片氮素营养-籽粒产量"这一技术路径,以叶片氮素营养为交接点将模型链接,建立了基于灌浆前期高光谱参数及拔节期～成熟期特征光谱指数累积值的小麦籽粒产量预测模型.经两年独立试验数据检验表明,利用灌浆前期关键特征光谱指数可以有效地评价小麦成熟期籽粒产量状况,拔节～成熟期特征光谱指数的累积值能够稳定预报不同条件下小麦成熟期籽粒产量的变化.因此,利用冠层特征光谱指数可以快速无损地预报小麦成熟期籽粒产量.     

水钾耦合对大豆光合特性及其产物积累运转的影响

盆栽条件下,研究了不同生育时期水钾耦合对大豆光合特性及水分利用效率的影响,并对光合速率与各器官干物重进行相关分析。结果表明：苗期与花期控水时,土壤水分及水钾互作极显著影响光合速率（Pn）;结荚期控水时,水分极显著影响Pn。花期与荚期控水后测定的Pn要高于苗期的Pn。水钾耦合对光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）的影响趋势相似,即水分效应要优于钾肥,且一般而言同一钾肥水平下,土壤水分的影响表现为：W4>W3、W5>W2>W1。只有当土壤水分供应适宜（W3）时,钾肥的施用提高了植株的Pn、Tr和Gs。水分对植株水分利用效率（WUE）的影响要优于钾肥,且水分为正效应。苗期及开花期控水条件下,植株的Pn与根、茎、叶干物重呈极显著正相关（p<0.01）,且Pn与各器官的相关程度表现为茎>叶>根;结荚期植株Pn与根、茎、叶干物重仍呈极显著正相关（p<0.01）,与荚粒干物重呈显著正相关（p<0.05）。     

α-萘乙酸对干旱和复水处理下大豆幼苗生长和光合作用的影响

以大豆品种南农99-6为材料,通过盆栽试验研究了α-萘乙酸对干旱和复水处理下大豆幼苗生长和光合作用的影响.结果表明:干旱抑制了大豆的生长,植株的生物量和叶面积的增长速率降低,叶片相对含水量、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率等生理指标急剧下降.复水后大豆生长状况得到改善,植株的生物量和叶面积的增...     

小麦叠加叶片的叶绿素含量光谱反演研究

为了给田间冠层水平叶绿素含量高光谱反演研究提供参考,研究了小麦单层及叠加叶片不同波长光谱反射率及几种常用植被指数对叶绿素含量的响应特征。结果表明,可见光波段的绿光到红光波段范围内叶片光谱反射率与叶绿素含量存在良好的相关关系,其中在绿光反射峰550 nm附近和红边区域的705 nm附近反射率都可以用来预测叶绿素含量。红谷吸收表现为随叶绿素含量提高而蓝移的特征。常用植被指数NDVI在本研究中对小麦叶片的叶绿素含量的监测效果并不理想。SR705虽然与单层叶片叶绿素含量相关性较好,但是对叠加多层叶片的叶绿素含量反演效果不好。光谱参数中TCARI对单层叶片和不同叠加层数的叶片均有最好的预测能力,因此可以利用TCARI监测小麦叶绿素含量,进而用于评价其光合特性。