不同氮营养水平与夏玉米光谱特性关系初报

【目的】揭示关中地区夏玉米叶面光谱特性与施氮量间的相关性,探索不同施氮水平下夏玉米叶片含氮量与叶绿素等生化指标及其光谱反射率特征。【方法】在田间设置不同施氮水平(纯氮施用量分为0,120和240kg/hm2)的试验小区,分别于喇叭期、抽穗期、吐丝期和乳熟期,采用FieldSpec光谱仪于室内标准光源下测定夏玉米叶片的光谱反射率,采用H2SO4-H2O2消煮,连续流动注射分析仪测定叶片氮含量,采用叶绿素仪测定穗位叶片的叶绿素含量,并对所得数据进行相关性分析。【结果】夏玉米叶片含氮量与叶绿素含量之间呈显著相关性,作物施氮水平对叶片的叶绿素含量及含氮量有直接影响;不同施氮水平下夏玉米叶面的反射波谱曲线趋势大致相同,均明显在绿波段(550 nm左右)有1个反射峰,在近红外波段(760~1 070 nm)有1个较高的反射率平台,在近红外波段(760~1 070 nm)处的反射率随氮肥用量的增加而提高,在可见光波段(400~760 nm)处的反射率则正好相反;在可见光波段,不同生长期玉米的叶面光谱反射率表现为乳熟期>抽雄期>喇叭口期>吐丝期,而在近红外波段其光谱反射率表现为乳熟期>喇叭口期>抽雄期>吐丝期;在可见光(400~760 nm)波段处,夏玉米不同生育期叶片的反射率与叶片含氮量及叶绿素含量呈负相关,而在近红外(760~1070 nm)波段处,除抽雄期外,其余生育期叶片的反射率与叶片含氮量及叶绿素含量均呈正相关,且相关性较为显著;高光谱遥感监测显示,关中地区夏玉米氮素营养水平的敏感时期分别是喇叭口期、吐丝期及乳熟期,敏感波段为可见光波段的500~720 nm和近红外区的760~1 070 nm。【结论】夏玉米的氮营养水平与叶面光谱反射率存在显著的相关性,利用高光谱遥感数据监测关中地区夏玉米的营养状况是可行的。     

白菜苗期对不同硫处理的光谱反应

本文以盆栽试验的方法,通过对不同土壤硫处理情况下的白菜苗期光谱曲线及其生长状况、叶绿素含量和体内营养元素含量的对应分析,结果表明:不同硫处理情况下,白菜苗期的反射光谱曲线在形状上基本相同,绿峰出现在560nm处、红端位于720nm处、近红外平台出现在780~924nm。不同土壤硫处理情况下没有“红移”和“蓝移”现象;反射光谱曲线对白菜苗期的植株生长状况的敏感有四处,可见光区为500nm和690nm,近红处区在1900nm处,2400nm波长以后,对植株含水量的敏感性增强;不同的叶绿素含量表示方法在光谱相关曲线上的反映完全不同,其中光波反射值对单位叶面积上的总叶绿素含量、叶绿素A含量和叶绿素B含量敏感点在“绿峰”和“红端”两处,而光波反射值对干基表示的总叶绿素含量、叶绿素A含量和叶绿素B含量敏感区域地2400nm以后;植株反射光谱对白菜苗期植株体内不同营养元素种类和含量均有不同的反映,根据不同营养元素的光谱相关曲线,可将白菜苗期植株体内营养元素分为三类,一类是Ca、K、Cu、Fe和N,另一类是P、Mg和Mn,Zn元素的光谱相关曲线最为特别;白菜苗期植株性状值相关性高的性状,在光谱相关曲线中最接近。     

塔里木河流域上游天然胡杨叶片叶绿素与可见光-近红外光谱反射率的相关性研究

采用ISI921VF-512野外地物光谱辐射计实地测量了塔里木河上游天然胡杨5月至10月叶片可见光-近红外波段光谱反射率以及叶绿素含量,比较了不同月份间叶绿素含量的差异,并对叶绿素含量与光谱反射率进行了相关分析.研究结果表明:不同月份之间胡杨叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量差异极显著(p＜0.01),叶绿素含量最高的月份是8月,最低的月份是10月;胡杨叶片的可见光-近红外波段反射光谱与绿色植物的反射光谱曲线是一致的,不同波长位置的光谱反射率与叶绿素含量的相关性因波长不同而存在明显差异.在510 ～ 710 nm,胡杨光谱反射率与叶绿素含量之间呈极显著负相关,其中645nm处的相关系数最低(r在-0.45～-0.35之间);在415 ～510 nm和710～920 nm,胡杨光谱反射率与叶绿素含量之间呈极显著正相关,其中769 nm处相关系数最高(r在0.34～0.41之间).645nm和769 nm是两个具有特殊意义的波长位置,用于指示胡杨叶片叶绿素与反射率的相关性.     

SO2对水稻生理指标和光谱特征的影响

通过田间开顶式小区熏气试验,研究了SO2急性伤害对水稻叶绿素含量、叶液pH值、叶片含硫量和冠层光谱反射率及其相关性的影响,为遥感监测SO2污染环境下水稻长势提供基础研究.结果表明,随SO2 熏气浓度的增大,叶绿素含量呈减少趋势,叶片含硫量呈增加趋势.叶液pH值相应地降低,光谱反射率曲线在绿光和红光波段、蓝光和绿光波段之间的吸收谷有变平的趋势.选取冠层光谱叶绿素反射峰(550 nm±10 nm反射率)和近红外波段770 nm±10nm反射率(反映叶片结构)与叶片含硫量、叶绿素含量和叶液pH值进行的相关分析表明,(550±10)nm(770±10)nm冠层光谱反射率与叶片含硫量呈负相关,与叶液pH值、叶绿素总量均呈正相关.     

干旱胁迫下马蹄金草坪反射光谱研究

通过在不同灌水处理下马蹄金草坪干旱胁迫试验,对草坪反射光谱的变化及所对应的叶片相对含水量、叶绿素含量以及草坪外观变化进行测定。结果表明:不同灌水处理下马蹄金草坪反射光谱在可见光波段呈规律性变化。随着干旱胁迫程度的加重,其光谱反射率随土壤含水量逐渐降低而依次升高,在波峰(556 nm)和波谷(679 nm)处尤为明显,蓝光(400~475 nm)和红光(580~700 nm)范围的反射光谱增加,与叶绿素含量呈正相关。在同一灌水处理中,草坪可见光范围反射光谱随干旱的加剧而增加,且与马蹄金植株叶片相对含水量呈显著负相关,与草坪叶绿素含量则呈正相关,且叶片相对含水量与反射光谱的相关性高于叶绿素含量与反射光谱的相关性,它们之间的关系可以用直线回归方程来表示。     

干旱胁迫下马蹄金草坪反射光谱研究*

 通过在不同灌水处理下马蹄金草坪干旱胁迫试验,对草坪反射光谱的变化及所对应的叶片相对含水量、叶绿素含量以及草坪外观变化进行测定。结果表明:不同灌水处理下马蹄金草坪反射光谱在可见光波段呈规律性变化。随着干旱胁迫程度的加重,其光谱反射率随土壤含水量逐渐降低而依次升高,在波峰（556 nm）和波谷（679 nm）处尤为明显,蓝光(400~475 nm)和红光(580~700 nm)范围的反射光谱增加,与叶绿素含量呈正相关。在同一灌水处理中,草坪可见光范围反射光谱随干旱的加剧而增加,且与马蹄金植株叶片相对含水量呈显著负相关,与草坪叶绿素含量则呈正相关,且叶片相对含水量与反射光谱的相关性高于叶绿素含量与反射光谱的相关性,它们之间的关系可以用直线回归方程来表示。     

花生叶鲜生物量的高光谱估算模型

利用花生生物物理参数和冠层高光谱数据,基于光谱一阶微分技术,选取对生物量敏感的波段组成高光谱植被指数,建立花生叶鲜生物量的高光谱遥感估算模型。结果表明,花生叶鲜生物量在绿峰525~556 nm、红谷645~689 nm和近红外710~900 nm波段范围反射光谱与花生叶鲜生物量有极显著相关关系。高光谱反射率与叶鲜生物量在大部分可见光区和近红外波段呈显著相关,并且在可见光红光波段呈负相关,在近红外波段呈极显著正相关。花生光谱反射率与花生叶鲜生物量相关的近红外、红光波段的敏感波段分别为770、673 nm,用这2个波段构建植被指数,组成高光谱归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、差值植被指数(DVI)和再次归一化植被指数(RDVI),并构建生物量反演模型;相对于NDVI、DVI、RDVI建立的简单线性函数估测模型,RVI所构建的花生叶鲜生物量估测模型的预测精度较高。     

退化草甸草原近地面光谱特征初探

运用ISI921VF-256型地物光谱仪对内蒙古西乌旗哈日根台镇赛温都嘎查低山丘陵草甸草原的草群、裸地等进行光谱数据的提取,获得其反射率光谱特征。试验结果表明：不同地物的反射率不同,草甸草原草地群落的光谱反射曲线在可见光波段450和675 nm左右的蓝光和红光区形成吸收谷,反射率一般为5%～10%和10%～15%;570 nm左右的绿光区为反射峰,反射率一般为10%～20%;在近红外波段呈现强烈的反射,700～760 nm,光谱反射值随波长的增加而急剧升高,反射曲线陡而接近于直线的形态,从760nm开始,光谱反射值缓慢增加,反射率一般为25%～35%;裸地的反射曲线在可见光区高于草地群落,在近红外区低于草地群落;在不同退化梯度下,草甸草原植物群落的光谱反射率,随着退化梯度的加强而增强;在同一退化梯度下,大针茅群落对可见光的反射率小于冷蒿群落,而对近红外光的反射率大于冷蒿群落;草甸草原的不同地物具有其不同的光谱特征,并随着退化程度的变化表现一定的差异。     

温洲蜜柑叶片光谱反射率与叶绿素含量的相关性

以日南一号温州蜜柑为试材,对不同时期、不同黄化程度叶片反射光谱及叶绿素含量进行研究,结果表明,日南一号叶片反射光谱在350～1 750 nm范围内,出现了5次反射峰,其中可见光区域552 nm和近红外长波1 680nm波段处各出现了1次较弱的反射峰,在近红外短波段范围出现了3次强反射峰.在整个测定波段范围内,光谱反射率强弱为夏梢叶片＞春梢叶片＞秋梢叶片.随着叶绿素含量降低,叶片反射率增强,但叶绿素含量进一步降低,反射率出现减弱.在可见光波段范围,光谱反射率强弱为重度黄化叶＞中度黄化叶＞轻度黄化叶＞正常叶,而在近红外区域,出现中度黄化叶＞重度黄化叶＞轻度黄化叶＞正常叶的趋势.     

缺磷对不同基因型玉米苗期生长及氮磷钾吸收的影响

采用营养液培养方法,研究了缺磷对9个玉米品种苗期的生长发育、根系形态、根系活性、氮磷钾吸收和转运率的影响。结果表明:缺磷减少玉米的叶片数、株高、根系活跃吸收面积、植株干重、氮磷钾吸收量和磷钾转运率,增加玉米的总根长、根表面积、根体积、总吸收面积和根冠比。品种间比较,缺磷条件下以‘蠡玉16’的干重最多,相对生物量最高为95.6%,原因是该品种有较大的根系表面积、活跃吸收面积、氮磷钾吸收量、氮磷转运率和磷钾根效比。     

氮肥用量对甘薯干物质积累和氮磷钾吸收的影响

在北京顺义区农科所基地开展田间试验,设置5个氮水平处理,研究不同氮肥用量对甘薯干物质积累及氮磷钾吸收效率的影响。结果表明：施氮量为210 kg/hm2时,甘薯的鲜薯产量达到最大值30.4 t/hm2;甘薯干物质积累量为21423 kg/hm2,氮磷钾累积值也达到最大;当施氮量超过210 kg/hm2时,干物质积累量随着施氮量的增加而不再增加,而呈平台反应;施氮量为210 kg/hm2时,甘薯磷、钾累积值也最大,分别是145.7 kg/hm2和247.4 kg/hm2。因此,本试验条件下甘薯的最佳氮肥用量为210 kg/hm2。     

晒红烟吸肥规律及施肥体系的研究(一)——晒红烟干物质积累和对氮磷钾吸收规律的研究

为了探讨晒红烟对营养物质的吸收动态,对于物质和氮、磷、钾含量进行测定和分析。结果表明,于物质积累从移栽后30天开始迅速增加。在各器官中的分布以叶中最多,茎次之,根最少。在叶中分布量随生育期的推进而减少,在茎和根中的分布量随生育期的推进而增多。对氮、磷、钾的积累从移栽后30天开始迅速增加,积累高峰在移栽后40天。     

土壤交换性钙对烤烟氮、磷、钾含量和吸收量的影响

土壤培育试验研究黄泥田施用不同钙肥后土壤交换性钙含量的变化情况,以钙肥为变量,通过室温培育土壤方法。结果表明:在黄泥田中各钙肥释放交换性钙的速度:硝酸钙>氢氧化钙=磷酸二氢钙>钙镁磷肥>白云石粉。盆栽试验研究土壤交换性钙对烤烟氮、磷、钾含量和吸收量的影响,试验采用单因素随机设计,试验设8个处理,4个重复。结果表明:随着钙肥施用量的增加,烟叶的含氮量、含磷量以及吸收量均呈现下降的趋势,Ca8处理烟叶含氮量及吸收量均比Ca1处理下降了24.17%和17.47%;Ca7处理烟叶含磷量及吸收量均比Ca1处理下降了38.46%和29.62%。烟叶的含钾量及吸收量均呈先增加后减少的趋势,Ca3处理的含钾量最大,Ca6处理的钾吸收量最大,分别比Ca1处理提高了13.99%和23.69%。烟根和烟茎的含氮量、含磷量和含钾量以及吸收量与烟叶的含钾量有类似的规律。整株的氮吸收量呈下降的趋势,最低的Ca8处理比Ca1处理减少了22.64%。整株的磷和钾吸收量均呈先增加后减少的趋势,均以Ca3处理的最大,分别比Ca1处理增加了6.17%和17.84%。     

土壤施N、NP、NPK肥对越桔生长、产量及叶片元素含量的影响

对暗棕色森林立上栽培的6年生“美登”矮丛越桔，连续2年土壤施人N、NP和NPK复合肥，研究结果表明：土壤施入纯N肥，促进了树体生长，但百果重和产量降低，果实成熟延迟，且有贪青和越冬抽条加重现象;;土壤施入NP和NPK复合肥，既可以促进树体生长，又增加了百果重和产量，尤以NPK复合肥效果明显。经叶分析表明，施入N、NP和NPK肥均提高了叶片中N、K、Mn含量而降低了Ca、Mg含量;;增施N肥降低了叶片P含量，增施NP肥增加了叶片P含量。根据2年的研究结果认为，在暗棕色森林土壤上栽培越桔时单施N肥对生长不利，增施肥料以NP肥和NPK复合肥为宜，较适宜的施肥量为500～1000kg／hm2。     

N·K营养与N·K平衡对烤烟野火病发生的影响

研究了云南中部地区烤烟中部叶片旺长后期(移栽后70～75 d)N、K营养及N、K平衡对田间烤烟野火病发生的影响.结果表明:N含量高时(N＞4%),病害发生严重,但发病严重程度取决于K的含量,K素过高和过低都增加了烤烟的感病率;K含量过低(K＜2%),会降低烤烟的抗病性;烟叶N/K比失调,会影响烟株的生长发育,使烤烟对病害的抵抗能力降低.     

两种园田土壤肥力初探

为了提高作物的产量和品质,做到配方施肥,采集了天津市东丽地区葡萄园和北辰区菜园土壤样本,测定了土壤速效氮、速效磷、速效钾的含量以及土壤容重。结果显示:东丽区葡萄园的速效氮含量较低,处于5级;北辰区菜园速效氮含量处于3级,中等水平。东丽区葡萄园的速效磷含量处于3级;北辰区北部菜园速效磷含量处于2级,含量较高,南部菜园速效磷含量处于3级。各供试土壤的速效钾含量均为4级,处于中下等水平。北辰区菜园的土壤肥力水平高于东丽区葡萄园肥力水平,北辰区菜园的土壤容重大于东丽区葡萄园的土壤容重。东丽、北辰两个地区的土样中速效钾的含量略低于天津地区的平均含量,速效氮远远高于天津地区的平均含量,速效磷低于天津地区的平均含量1倍以上。所以,这两个园子应该主要补充磷肥,减少氮肥的施用量。     

肖坑地区不同林分土壤养分状况的研究

[目的]为森林的科学经营提供依据。[方法]对肖坑地区常绿阔叶林、竹纯林、马尾松林下0~10、10~20、20~30 cm土壤的含量进行测定,研究不同林分土壤的养分状况。[结果]3种林分土壤的全氮、全磷含量随土层的加深而降低,全磷、速效磷含量及10~20 cm土层的全氮含量差异明显,全氮含量的变异幅度为0.09%~0.23%。竹纯林土壤全磷含量最高,常绿阔叶林最低;常绿阔叶林土壤有效磷含量最高,马尾松林最低。常绿阔叶林土壤钾含量随土层的加深而增加,竹纯林土壤钾含量在10~20 cm土层中最高,马尾松林土壤钾含量在各土层中变化不大。3种林分土壤偏酸性,马尾松林土壤pH值最低。[结论]不同林分土壤养分含量存在一定差异。     

桔梗吸肥规律的研究

对三年生桔梗营养生长期农艺性状和大量元素N、P、K的积累动态进行了研究,发现在长春地区桔梗生长旺盛时期为6～9月;桔梗植株体内含N、P量初期较高,中期有所下降但较为平缓,后期略有升高,含K量中期和后期较高,因此人工栽培桔梗需施足底肥,后期可少量追肥.     

不同成熟度椰子叶片N、P、K含量及其变化规律

以本地椰子、香水椰子和小黄椰的不同成熟度叶片为材料,研究了3个椰子品种的N、P、K含量及其变化规律。结果表明:椰子叶片中3种养分含量从大到小依次为N>K>P;不同成熟度的叶片N、P、K含量存在显著差异(P<0.05),3个椰子品种中N、P、K含量的变化趋势基本相同,在成熟叶后均随着叶片成熟度的增加而呈下降趋势;N、K含量在3个椰子品种间存在显著差异,但P含量差异不显著。