基于不同玉米品种叶片高光谱的SPAD值估测模型研究

通过研究不同玉米品种叶片SPAD值与高光谱参数的关系,建立玉米叶片SPAD值估测模型,并对模型进行品种间精度检验。通过两年试验,测定不同玉米品种的叶片SPAD值及其高光谱数据,综合分析叶片SPAD值与高光谱反射率、反射率一阶导数及其光谱参数的相关关系,对玉米叶片SPAD值估测模型进行构建。玉米叶片SPAD值与高光谱反射率最敏感波段在550和710 nm附近,反射率一阶导数最敏感波段出现在500~750 nm范围内。叶片SPAD值与单波段反射率的相关性要高于其一阶导数,以550 nm附近光谱反射率构建的模型对大多数品种的叶片SPAD预测值平均误差最小。     

优质籼稻剑叶SPAD值与稻米品质相关性研究

目的为揭示优质籼稻关键生育时期剑叶SPAD值与稻米品质性状间的关系,为今后的优质籼稻育种和生产提供理论依据。方法以优质籼稻美香占2号、黄华占和五山丝苗等12个品种（系）为研究材料,测定各品种（系）的稻米品质性状、蒸煮食味品质、淀粉RVA谱和始穗期、齐穗期、乳熟期、蜡熟期、黄熟期的剑叶SPAD值,并对5个时期剑叶SPAD值与品质性状进行相关性分析。结果籼稻蜡熟期和黄熟期剑叶SPAD值与稻米食味值均呈极显著正相关,与稻米蛋白质含量均呈极显著负相关,与稻米淀粉峰值黏度和崩解值呈显著或极显著正相关。结论籼稻黄熟期剑叶SPAD值与稻米食味值和蛋白质含量的相关性比蜡熟期高。黄熟期剑叶SPAD值越高,稻米蛋白质含量越低,食味品质越好。通过黄熟期剑叶SPAD值可以预测籼稻食味值和蛋白质含量。黄熟期剑叶SPAD值（x）与稻米食味值（y）的直线拟合方程为y=0.0901x+65.76,决定系数R²=0.687;与蛋白质含量（y）的直线拟合方程为y=-0.098x+9.217,决定系数R²=0.602。     

优质籼稻剑叶SPAD值与稻米品质相关性研究

[目的]为揭示优质籼稻关键生育时期剑叶SPAD值与稻米品质性状间的关系,为今后的优质籼稻育种和生产提供理论依据.[方法]以优质籼稻美香占2号、黄华占和五山丝苗等12个品种(系)为研究材料,测定各品种(系)的稻米品质性状、蒸煮食味品质、淀粉RVA谱和始穗期、齐穗期、乳熟期、蜡熟期、黄熟期的剑叶SPAD值,并对5个时期剑叶...     

基于高光谱的橡胶单叶叶绿素含量研究

采用高光谱分析和线性回归技术分析了3个橡胶树品种单叶片的室内光谱反射数据和叶绿素含量,确定了橡胶单叶高光谱特征参数(三边面积、反射率和一阶微分值)与3个品种综合的不同物候期和物候期综合下的叶绿素含量的敏感波段。结果表明：三边面积均与叶绿素含量的相关达到1 %的极显著检验水平;基于反射率和一阶微分值的变量与叶绿素主要呈负相关,敏感波段主要在蓝边范围;利用一阶微分值构建的线性回归模型对叶绿素含量估算较好。     

区域尺度冬小麦叶绿素含量的高光谱预测和空间变异研究

为从区域尺度探讨小麦SPAD的近地高光谱遥感监测技术,采用ASDField Spec 3.0型便携式高光谱仪获取的冬小麦冠层高光谱数据,利用相关分析和偏最小二乘法(PLSR)对SPAD进行建模预测,并采用地统计学方法进行空间变异制图。结果表明,冬小麦叶片SPAD值在不同生长阶段存在一定的差异,但在不同区域之间差异不显著。基于PLSR建立模型,并利用原始光谱和二阶导数光谱进行预测,R~2分别为0.653和0.995,均方根误差分别为2.622和0.327,相对析误差分别为1.549和13.66。综合来看,二阶导数光谱所建立的模型预测能力比原始光谱好。选择拔节期和成熟期进行区域化表达,与实测得到的SPAD空间分布图相比,采用全光谱数据和二阶导数光谱数据预测的SPAD均表现出了较高的空间相似性,其中二阶导数接近实测值。     

杂交水稻功能叶片叶绿素SPAD值的杂种优势分析

为探讨杂交水稻3片功能叶叶绿素SPAD值的杂种优势及杂种优势与双亲表现型值、双亲一般配合力(GCA)、组合特殊配合力(SCA)、双亲遗传距离(欧氏距离)等的关系,用5个不育系和5个恢复系,按不完全双列杂交配制25个组合。结果表明:供试组合3片功能叶叶绿素SPAD值具有一定的超亲优势,以乳熟期倒三叶叶绿素SPAD值的正向超亲优势组合最多,其次是始穗期的剑叶;供试的大多数组合除乳熟期倒二叶,不同生育期不同叶位叶片SPAD值都具有正向对照优势,特别是始穗期剑叶供试的25个组合都具有正向超亲优势;供试组合不同生育期不同叶位叶片叶绿素SPAD值的杂种优势大多与父本的表现型值、双亲平均值、低亲值、高亲值、特殊配合力、父本的一般配合力、父母本一般配合力之和显著或极显著相关;供试组合3片功能叶叶绿素SPAD值的超亲优势和对照优势与遗传距离相关不显著,但当遗传距离在13.0～18.0之间时,乳熟期剑叶叶绿素SPAD值的超亲优势与遗传距离呈显著正相关,对照优势与遗传距离呈极显著正相关,分蘖高峰期倒1叶和始穗期剑叶也与遗传距离呈正相关,但不显著。     

水稻齐穗后剑叶叶绿素含量衰减与出穗促进率的关系初步研究

以聚合杂交选育的112个高代稳定自交系及其12个亲本为材料,分别在湖北荆州作中稻和广东广州作早稻种植,研究不同生态条件下水稻齐穗后不同时期剑叶叶绿素含量(SPAD值)日衰减量与出穗促进率的关系。结果表明,广州和荆州水稻齐穗后第11~16天的SPAD值日衰减量与出穗促进率的相关性均达极显著水平,偏相关性均达显著水平。水稻齐穗后第11~16天剑叶SPAD值日衰减量可作为其光温敏感性的评价指标,在此期间,SPAD值日衰减量越大,光温敏感性越强,品种适应性越差,反之,适应性越强。     

基于不同分析模型的大豆叶片SPAD值和LAI光谱估算比较

为探讨在大豆鼓粒期采用光谱技术估算叶片SPAD值和LAI的有效分析模型和方法，本研究以大田鼓粒期大豆为试验材料，在3个不同时段9:45～10:15(10AM)、11:45～12:15(12PM)和13:45～14:15(2PM)测量冠层全波段光谱反射率，并分别使用极限学习机(ELM)、偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)构建大豆叶片SPAD值和LAI估算模型，并对比不同模型分析结果的估算精度。结果表明：在各模型中，12PM和2PM测定的光谱反射率与大豆叶片SPAD值和LAI的拟合精度均高于10AM。基于RF的大豆叶片SPAD值估算模型验证集的R²为0.910,RMSE为2.006,MRE为3.684;基于RF的大豆LAI估算模型验证集的R²为0.916,RMSE为0.209,MRE为4.383,与ELM、PLSR和SVM相比，有更高的估算精度。综上结果说明大豆鼓粒期在11:45～12:15和13:45～14:15采用RF模型，运用全波段的光谱反射率估算大豆叶片SPAD值和LAI可得到较准确的结果。     

不同水稻品种主要生育期冠层光谱特征分析

以2个籼稻品种和2个粳稻品种为试材,分析了主要生育期不同品种间水稻冠层光谱反射率差异和同一品种不同生育期水稻冠层光谱反射率的变化趋势。结果表明,在350~750 nm波段品种间光谱反射率差异很小,在750~1 300 nm波段品种间光谱反射率差异随着生育进程的推进开始逐渐减小,每个品种随着生育期的推进光谱反射率有着明显的变化。总体而言,同一时期不同品种间水稻冠层光谱反射率存在一定差异,同一品种不同时期水稻冠层光谱反射率也存在一定差异。因此,在水稻高光谱研究中,应考虑不同品种和不同生育期的影响。     

应用SPAD值预测小麦叶片叶绿素和氮含量的初步研究

2003～2004年以中筋小麦品种扬麦11号、WH510和徐州26为试验材料,研究不同生育时期(拔节、孕穗、抽穗)不同叶位叶片SPAD值变化特征及其与叶片叶绿素含量、全氮含量及NO3--N含量的关系,旨在为小麦上应用SPAD快速诊断施肥提供理论依据。结果表明,不同品种及不同叶位小麦叶片SPAD值明显不同;小麦叶片SPAD值与叶绿素含量之间的关系因品种和生育时期的不同而有明显差异,同一品种小麦不同叶位叶片SPAD值与叶绿素含量呈极显著正相关。小麦叶片SPAD值与全氮含量呈正相关,SPAD值高,全氮含量也高,可以用SPAD值估算全氮含量进行小麦氮素营养状况诊断,但同一品种不同叶位SPAD值与全氮含量的关系表现不一致,即用SPAD值来诊断小麦叶片氮含量时应选择完全展开并已进入功能盛期的叶片。小麦叶片SPAD值与NO3-N含量相关性不显著。     

安徽沿江平原区播期对稻麦周年产量、生育期及温光资源利用的影响

研究了安徽沿江平原稻区不同播期对稻麦周年产量、生育期及温光资源利用的影响,以为科学选用稻麦模式适宜水稻品种类型提供参考。结果表明,播期对不同类型水稻产量影响大小表现为迟熟中籼>中熟中粳>早熟晚粳>迟熟中粳>中熟晚粳;随播期推迟,迟熟中籼、早熟晚粳和中熟晚粳水稻产量均显著下降,播期对中熟中粳、迟熟中粳产量的影响则不明显。不同类型水稻品种与适播期春小麦接茬周年产量高低表现为“迟熟中籼稻-春小麦”>“中熟晚粳稻-春小麦”>“迟熟中粳稻-春小麦”>“早熟晚粳稻-春小麦”>“中熟中粳稻-春小麦”。在稻麦不同种植模式中,5月20日前播种的“迟熟中籼稻-春小麦”模式周年温光资源利用效率最高,较目前6月9日播种的“早熟晚粳稻-春小麦”模式的周年温光生产效率提高16.26%以上、周年光能利用效率提高18.06%以上。     

播期对南方双季晚籼稻温光资源利用、产量及品质形成的影响

调整播期可以改变水稻生长发育中的环境气候条件,对于充分利用自然资源、调节水稻生育进程及提升产量和品质具有重要意义。为明确南方双季晚籼稻优质丰产与温光资源相适应的播种期,本研究选用万象优华占、象牙香珍和美香占2号等3个晚籼稻品种为试验材料,设置6月10日、6月20日、6月30日共3个播期,研究播期对双季晚籼稻品种温光资源利用、产量及稻米品质的影响。结果表明,随着播期推迟,供试品种在不同生育阶段日均温度和有效积温、全生育期和齐穗至成熟期阶段的日照时数均呈递减趋势,而全生育期天数无明显变化;产量以6月20日播种的最高,早播（6月10日）会导致显著减产,而晚播（6月30日）虽然也会导致减产,但差异不显著;随播期推迟,晚籼稻品种加工品质、外观品质和蒸煮品质变优,但不利于改善食味品质,对营养品质无显著影响。在南方双季晚籼稻实际生产中,不建议早播,应根据品种不同进行适期播种或适当晚播,能使水稻更合理有效地利用温光资源,有利于协调水稻高产和品质提升。     

利用多种回归模型对比估算琯溪蜜柚叶片钾素含量

钾素是蜜柚营养三要素之一,是准确诊断和定量评价生长状况的重要指标,建立合适的蜜柚叶片钾素含量高光谱估算模型,为实现快速、无损、精确的钾素含量估测提供依据。基于蜜柚叶片高光谱数据和钾素含量实测数据,首先分析蜜柚叶片钾素含量与原始及一阶微分光谱的相关性,然后分析与敏感波段植被参数的相关性,并找出相关性较好的光谱参数,建立蜜柚叶片钾素含量偏最小二乘回归模型（PLS）、BP神经网络回归模型（BPNN）、随机森林回归模型（RF）和支持向量机回归模型（SVM）,并确定蜜柚叶片钾素含量最佳估算模型。在513~598 nm和699~735 nm处,蜜柚叶片钾素含量与原始光谱反射率呈显著负相关,最大负相关系数分别为-0.47（554 nm）和-0.45（715 nm）。在507~552 nm和691~711 nm处,蜜柚叶片钾素含量与一阶微分光谱反射率呈显著负相关,最大负相关系数分别为-0.54（528 nm）和-0.53（702 nm）;在557~655 nm处,二者呈显著正相关,最大正相关系数为0.58（579 nm）。选择554、715、528、579、702 nm构建光谱参数,建立差值植被指数（DVI_{λ1, λ2}）、比值植被指数（RVI_{λ1, λ2}）和归一化植被指数（NDVI_{λ1, λ2}）等,其中与蜜柚叶片钾素含量相关性较好的光谱参量为NDVI′_579,702、RVI_554,715、RVI′_528,579、R′₅₇₉。建立PLS、BPNN、RF和SVM等4种回归模型估算蜜柚叶片钾素含量并进行对比验证,4种估算模型的决定系数（R²）分别为0.72、0.74、0.84和0.81,均方根误差（RMSE）分别为2.44、2.28、1.49和1.61;相对误差（RE）分别为9.95%、9.01%、7.84%和8.01%。验证模型的R²分别为0.79、0.84、0.85和0.82,RMSE分别为1.69、1.48、1.34和1.41,RE分别为8.47%、7.70%、6.12%和6.35%,RF估算模型精度稍高于PLS、BPNN和SVM估算模型。     

不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对大气CO2浓度升高响应的差异

目的 探明不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对FACE(大气CO₂浓度增高)响应的差异。方法 以常规粳稻、杂交籼稻、常规籼稻共6个品种为供试材料,研究FACE对不同类型水稻产量、氮素吸收利用的影响。结果 1）FACE处理极显著提高了水稻产量,平均增加24.17%, 常规籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高;2）FACE处理显著增加了单位面积穗数,常规粳稻增幅最大,并显著增加了杂交籼稻和常规籼稻每穗粒数;3）FACE处理显著提高了成熟期吸氮量和氮素籽粒生产效率,成熟期吸氮量平均增加21.23%,杂交籼稻增幅最大, FACE和对照均以常规籼稻最高;氮素籽粒生产效率平均增加7.33%,杂交籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高。成熟期吸氮量对产量促进作用略大于成熟期氮素籽粒生产效率;4）FACE处理降低了植株含氮率,成熟期平均下降0.105个百分点,常规粳稻降幅最大。FACE处理极显著提高植株干物质量,成熟期平均增加23.95%,常规籼稻增幅最大;FACE处理显著提高常规籼稻和杂交籼稻成熟期单穗吸氮量,分别增加10.79%、13.93%,但常规粳稻下降了9.60%;FACE处理显著提高了成熟期群体吸氮强度,平均增加22.29%,杂交籼稻增幅最大。FACE处理对水稻全生育期天数无显著影响;FACE处理显著提高茎鞘、叶片、穗各器官吸氮量,叶片增幅最大,平均增加51.86%,杂交籼稻增幅最大;FACE处理显著提高了不同生育阶段吸氮量,抽穗-成熟阶段增幅最大,平均增加108.90%,杂交籼稻增幅最大;5）植株干物质量、单穗吸氮量、吸氮强度、穗吸氮量、抽穗-成熟阶段吸氮量对成熟期总吸氮量的促进作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生育天数、茎鞘叶吸氮量、移栽-分蘖和分蘖-抽穗阶段吸氮量;6）FACE处理显著提高了氮肥偏生产力,降低了每百千克籽粒需氮量,前者平均增加24.16%,常规籼稻增加最多;后者平均降低4.7%,常规籼稻降幅最大。结论 FACE处理可显著提高水稻产量和氮素吸收利用效率,但品种间差异较大。     

2020年我国审定的水稻品种基本特性分析

归纳分析了2020年我国通过省级以上审定水稻品种的基本特性。2020年我国通过省级以上审定的水稻品种共有1 936个次（574个品种通过国家审定）,籼型常规稻、籼型三系杂交稻、籼型两系杂交稻、粳型常规稻、籼粳交杂交稻和不育系分别为144、670、582、424、45和71个,其中,国审品种数比2019年增加54.30%,非国审品种数比2019年增加43.07%。2020年通过审定的籼型常规稻、籼型两系杂交稻、籼型三系杂产稻、粳型常规稻和粳型杂交稻区试产量分别为519.59、609.99、589.82、610.00和685.30 kg/667 m²,除粳型常规稻外,其他类型品种的区试产量相比2015—2019年均有一定程度提升。2020年国审品种优质达标率为78.57%,非国审水稻品种优质达标率为60.61%,均比2019年有提高,表现好。2020年通过审定的品种综合抗性表现总体仍不够好,国审品种中仅13.59%的品种对稻瘟病表现为中抗以上水平,仅5.11%的品种对白叶枯病表现为中抗,非国审品种中仅34.08%的品种对稻瘟病表现为中抗以上水平,仅20.09%的品种对白叶枯病表现为中抗以上水平,但有部分品种对稻瘟病和白叶枯病表现出高抗。     

长江下游不同生态区双季优质晚稻生长特性和温光利用差异

【目的】研究在机插条件下长江下游不同生态区各类型优质晚稻产量、生长特性和温光利用的差异,为选择适宜在该地区作为双季种植的优质晚稻品种提供参考依据。【方法】以2016年和2017年筛选适合长江下游机插的双季优质晚稻为材料(常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻和常优杂粳共20个品种),比较在机插条件下浙江富阳(30.05°N, 119.95°E,海拔17.9 m)与安徽庐江(31.15ºN, 117.16ºE,海拔14 m)两个生态区在产量、生育期、干物质积累以及温光利用方面的差异。【结果】各类型晚稻产量高纬度试点均高于低纬度试验点。与浙江富阳点相比,安徽庐江点种植的常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻、常优杂粳稻产量分别高11.1%、12.9%、6.6%和12.4%。同一试点种植时,常优杂粳产量最高,常规籼稻最低。高纬度点种植时,生育期延长,干物质积累量增加。高纬度点生育期延长杂交籼稻最长(10.4 d),干物质积累量高纬度点增幅常规粳稻最大(齐穗期和成熟期分别增加11.93%和9.44%)。同一试点种植时,干物质积累量杂交稻大于常规稻。籼稻灌浆期和全生育期累积的有效积温两个纬度点差异不明显,但日照时数和太阳辐射及其利用率均是高纬度点显著高;粳稻灌浆期和全生育期累积的有效积温高纬度点明显较低,累积日照时数高纬度点变化不明显,而累积太阳辐射则显著增加;温光资源利用率的变化趋势与此一致;同一试点种植时,生育期、干物质积累量以及温光资源利用率均是粳稻大于籼稻。【结论】晚籼稻在安徽庐江点种植时能充分利用温光资源从而提高产量,晚粳稻对温光资源利用率差异不明显,安徽庐江点产量增加的原因是生育期延长和干物质增加。     

江西不同生态区优质晚籼稻产量、品质变化特征

对6个优质晚籼稻品种在江西北部上高、中部吉安、南部赣州3个不同生态区下产量及品质的变化,灌浆结实期温度与产量、稻米品质的关系进行了研究,以明确优质晚籼稻的生态适应性和稳产性。结果表明,随着纬度降低,各品种产量逐渐降低,外观品质、营养品质变优;直链淀粉含量下降,峰值粘度、崩解值以及糊化温度增加。优质晚籼稻产量主要受齐穗-成熟阶段的日最高温影响,外观品质主要受齐穗-成熟阶段的日最低温影响,直链淀粉含量主要受齐穗-齐穗后20 d的日最低温影响。优质晚籼稻在赣北地区种植能发挥产量优势,而在赣南地区种植则具有品质优势。     

机插籼稻干物质积累和抗倒伏能力分析

为探讨机插籼稻品种的干物质积累、抗倒伏能力与产量的关系,对云南省大面积种植的19个机插籼稻品种的干物质量、倒伏指标、产量等农艺性状进行了调查分析.结果 表明,机插籼稻平均产量为11457.46 kg/hm2,分蘖至拔节期、拔节至抽穗期、抽穗至成熟期的干物质积累量分别占产量的23.14％、30.22％、83.71％,茎鞘...     

用水稻苗期叶绿素含量相对稳定期估算水稻剑叶光合功能期的方法研究

 用SPAD-502型叶绿素计测定了8个水稻品种不同叶位连体与离体叶片叶绿素含量的变化，结果表明叶片全展后（或离体后）叶绿素含量变化可明显划分为相对稳定期和速降期两个阶段。离体与连体叶片、不同叶位叶片间的叶绿素含量相对稳定期均呈极显著线性回归关系。进一步测定其他34个品种幼苗期离体第6叶和连体剑叶叶绿素含量相对稳定期并进行若干方程曲线拟合表明，用多项式表示两者之间关系的相关系数最大（r＝0.9619,P< 0.01）。用该拟合方程对另外10个品种剑叶的光合功能期估算并与实测值之间进行相关分析表明，估算值与叶绿素含量相对稳定期和光合速率高值持续期的实测值均达极显著水平，其相关系数分别为0.9948和0.9913(P < 0.01)。进一步证实了上述关系的存在。