棉花冠层结构测定方法探讨

 应用CI-110数字式植物冠层图像分析仪研究测定位置、时间和高度等对棉花群体冠层结构准确性影响。结果表明：植物冠层图像分析仪测定棉花冠层结构时,鱼眼镜头应放置在小区中间行的棉株主茎附近、地面10 cm上方,最适测定时间为19:00－21:00或多云天气;分析鱼眼图像时,阈限宜设置为50%,天顶角分区为5,方位角分区为4。     

小麦冠层氮素含量光谱估算研究进展

氮素作为作物生长和产量形成的首要元素,约占作物体干重的0.3%~5.0%,有生命元素之称。小麦是世界上种植面积最大、商品率最高的粮食作物,面积和总产量均占世界粮食作物的1/3左右,小麦氮素含量估算技术的现代化、信息化水平与农业的现代化、信息化密切相关,快速、准确、无损地获取作物氮素含量对制定合理施肥策略和农业可持续发展具有重要意义。本文首先对小麦冠层氮素含量光谱估算的原理进行了介绍,然后对目前氮素含量估算采用的数据类型和方法进行了总结分析,并在此基础上分析了目前小麦冠层氮素光谱估算存在的问题,对未来小麦冠层氮素光谱快速估算前景进行了展望。     

水稻株型因子对冠层结构和光分布的影响与模拟

 以3个具有代表性株型的杂交稻为材料,并结合上位2叶伸长期施用氮肥以调节上部叶片的形态,于齐穗期、齐穗后10 d、齐穗后25 d平行测定了株型元素 分层叶面积 冠层光分布。用试验数据验证了由水稻株型因子计算分层叶面积的解析模型,并用该模型分析了3个材料株型因子对冠层结构的影响。进一步根据作物群体光分布模型,验证了分层叶面积与冠层内光分布的数值关系,并用该模型分析了3个材料株型因子对冠层内辐射分布的影响。实现了由水稻株型因子估算冠层结构和冠层内光分布的方法。     

不同植保机械喷施雾滴在水稻冠层沉积分布规律及对病虫害防效比较

[目的]为阐明无人机与地面植保机械喷施雾滴在水稻冠层的沉积分布特征,比较其对不同冠层病虫害防治效果,科学推广及使用植保机械.[方法]采用雾滴沉积分布检测、利用率测定以及田间调查等方法,研究6种不同植保机械在水稻田喷雾后雾滴在冠层的沉积分布、利用率以及对纹枯病和稻纵卷叶螟的防治效果.[结果]3种无人飞机喷施雾滴在水稻冠层...     

基于近地高光谱与TM遥感影像的冬小麦冠层含水量反演

为探讨利用近地高光谱和TM遥感影像数据评估作物冠层水分状况的可行性,以北京顺义通州为研究区域,以冬小麦为研究对象,首先基于Landsat TM5的光谱响应函数,利用地面实测的冬小麦全生育期冠层高光谱窄波段反射率数据来模拟TM5卫星宽波段反射率,然后利用模拟的TM5数据的NIR波段(第4波段)和2个SWIR波段(第5和7波段)反射率分别构建水分指数(WI)和归一化差异水分指数(NDWI),并利用地面实测数据建立冠层叶片含水量(LWC)和等效水厚度(EWT)的遥感估算模型,最后选取最优的水分估算模型,利用TM5卫星遥感影像数据对研究区域小麦冠层水分含量进行反演与应用。结果表明,利用TM5数据中SWIR第5波段比第7波段构建的水分指数更有优势;WI对估算LWC的效果较好,而NDWI在EWT估算方面效果较好,应用TM5宽波段模拟数据模型验证的冬小麦冠层含水量的r2和RMSE分别为0.57和0.51、3.89%和0.024。同时从TM遥感影像的反演结果来看,开花期的冬小麦冠层水分高于拔节期。     

不同棉花品种群体冠层构成分析

棉田群体冠层结构是否合理,直接影响棉花的光合作用、棉田温度、湿度、CO2浓度的变化,对创建高产棉田至关重要,本文利用CI-110数字植物冠层结构分析仪,对新疆两个主要棉花品种新陆早8号和新陆早6号群体冠层指标叶面积LAI、平均叶角度MFIA、散射光透过系数TD、直射光透过系数TR、消光系数K和叶分布等进行测定,通过指标测定表明两品种在群体构成上差异较大,新陆早8号株型紧凑,叶面积指数、平均叶角度和透射系数比较协调,利于构建高密度群体,新陆早6号株型较松散,应特别注意加强株型控制,防止徒长,造成郁蔽.     

赣北机采棉蕾期冠层光分布特性的研究

运用空间统计学的方法,研究了不同密度下赣北机采棉蕾期冠层内光合有效辐射(photosynthetical active radiation,PAR)的空间分布。通过PAR截获率的半方差函数和等值线图来反映机采棉群体冠层内PAR截获率的空间格局。结果表明,高斯模型可以较好地描述赣北机采棉各密度群体蕾期冠层PAR截获率的空间相关性,决定系数均在0.9以上。赣北机采棉各密度群体冠层PAR截获率的空间格局相似,但其变异程度随密度增加而上升。此研究结果将有助于对PAR进行定量化地估算和精确定位,为赣北机采棉的标准化生产管理提供依据。     

手持式植物冠层光谱测定仪在黄淮海平原地区冬小麦氮肥精准管理中应用的初步研究

通过应用手持式植物冠层光谱测定仪对冬小麦Feekes6生育期的冠层归一化植被指数（NDVI）和地上部氮素营养状况的测定,探讨了NDVI与小麦氮素营养状况之间的关系,旨在为手持式植物光谱测定仪在黄淮地区冬小麦氮肥精准管理中的应用提供依据。结果表明。小麦冠层NDVI值与同一时期植物干重产量、地上部氮素积累量间存在显著相关性（P〈0．01）;同时。Feekes6生育期冬小麦冠层NDVI值与收获期籽粒产量、地上部氮素积累量、籽粒氮素积累量之间存在显著相关性（P〈0．01）。对于地上部氮素积累量、籽粒氮素积累量与Feekes6生育期NDVI的关系,不同类型的拟合方程对比表明,直线方程比多项式、幂、指数和对数方程拟合结果的显著性更高。Feekes6生育期的红光／近红外比值（Red／NIR）与Feekes6生育期、收获期的作物产量、氮素积累量间也存在显著相关性。本文还讨论了利用Feekes6生育期NDVI值预测出的Feekes6生育期和收获期的作物地上部氮素积累量之差来计算冬小麦氮素追施量的方法。以上结果表明,黄淮海平原地区冬小麦Feekes6生育期冠层NDVI值和Red／NIR值可用于冬小麦的氮素精准管理。     

不同密度下大豆单株和群体的光合特性

以垦农4号为材料,测定了R5期大豆不同群体单株和冠层的光合速率、蒸腾速率及气孔导度,探讨了不同密度下大豆单株和群体的光合特性.结果表明:群体不同节位的光合速率低密度群体明显高于高密度群体;群体冠层光合速率、蒸腾速率及气孔导度从冠层顶部至底部呈逐渐降低的趋势,低密度群体上下冠层差异较小,高密度群体上下冠层差异较大,冠层中上部蒸腾速率、气孔导度均与光合速率呈显著正相关.     

不同种植模式黄金芽茶园冠层光合特性分析

为比较单行双株、双行双株两种种植模式下黄金芽茶园的冠层光合特性，试验采用植物冠层分析仪、便携式光合作用测定系统对其叶面积指数（LAI）、光合有效辐射（PAR）、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）等因素进行分析研究。结果显示，单行双株种植模式下叶面积指数平均值为4.60，较双行双株更接近高产茶园标准值；两种种植模式下光合有效辐射均呈现上冠层>中冠层>下冠层的趋势，说明单行双株种植模式下上、中、下冠层间密度分布更合理；综合分析净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等因素，在茶园中单行双株种植模式优于双行双株。因此，黄金芽单行双株种植模式更适用于茶园生产中。     

三类云南普洱茶树的地基光谱反射特征及其差异分析

茶树类型和产地来源影响普洱茶品质,而茶树类型和产地不同,其冠层光谱也存在特征性差异.因此,利用这一特征差异,可明确普洱茶鲜叶来源,对保证普洱茶品质具有重要意义.本研究以云南景东、景谷、澜沧、宁洱4个典型普洱茶山的古树茶、大树茶、台地茶为研究对象,用地基光谱测定仪测定其野外冠层叶片光谱反射率,分析它们之间的光谱反射特征和...     

海南岛西部橡胶人工林冠层温度变化及其与微气象要素的关系

冠层温度是表征植物生理生态过程及能量平衡状况的重要参数之一。为探讨热带森林冠层温度在不同时间尺度下的变化规律并且初步分析环境因素与冠层温度的关系,本研究利用红外温度传感器测定了海南岛西部橡胶人工林2017年全年的冠层温度数据以及同步得到的冠层微气象资料,对干季和湿季下海南岛西部橡胶人工林冠层温度（T_c）与大气温度（T_a）特征进行了分析,同时结合微气象因子进行了讨论。结果表明：橡胶人工林冠层温度全年各月日变化都为单峰曲线,相比T_a,T_c具有明显的位相前移、变化加剧的特点。白天林冠边界层处于不稳定状态,林冠为土壤-植物-大气连续体（Soil-Plant-Atmosphere Continuum,SPAC）的热源;夜晚林冠边界层为逆温层结,呈稳定状态,林冠为SPAC的冷源。湿季冠层温度高于干季。若仅考虑T_a,T_c与T_a之间具有很好的线性关系,其线性方程为T_c= 1.033T_a-0.656;若同时考虑大气温度（T_a）、净辐射（R_n）、相对湿度（RH）与风速（V）等微气象因子,其复相关系数表明全年均呈极显著相关,偏相关系数表明干季冠层温度变化主要受T_a、R_n和RH的影响,其次受V的影响;湿季主要受T_a与RH的共同作用,R_n与V对其的影响相比可忽略不计。此研究结果初步揭示了橡胶人工林冠层温度的全年变化规律及其与众多微气象因子之间的关系,为进一步探究冠层温度变化及其影响机制提供科学依据。     

玉米冠层内光合有效辐射和叶面积指数垂直分布模拟

基于辐射度模型(RGM),考虑冠层结构如垄宽、垄间距等建立玉米冠层内不同太阳高度角PAR垂直分布计算模型,结合指数递减光分布模型,考虑LAI与植被冠层内光分布的关系,运用Campbell椭球分布算法和BonhommeChartier算法两种算法分别计算LAI垂直分布,并就模型的参数如太阳高度角等对PAR垂直分布结果的影响进行分析。结果表明,RGM模型不同太阳高度角对封垄前的玉米冠层内PAR垂直分布的模拟精度均较高,60°太阳高度角精度比较高,顺垄和垂直于垄方向的RMSE值分别为0.037 307和0.064 702;两种算法对LAI垂直分布估算能力均较好,不同入射光条件下估算精度不同,Campbell椭球分布算法60°太阳高度角模拟各层LAI垂直分布精度更高。     

基于连续投影算法和光谱变换的冬小麦生物量高光谱遥感估算

为探索基于全波段冠层高光谱以及变换光谱的冬小麦地上部生物量的遥感估算方法,以2016、2017年冬小麦田间试验为基础,通过对冠层光谱和地上部生物量的相关性分析,筛选拔节期、抽穗期的冬小麦冠层光谱、一阶导数光谱、对数变换光谱和连续统去除光谱对地上部生物量的敏感波段,并结合偏最小二乘法(PLS)分别建立拔节期和抽穗期基于SPA算法的冬小麦地上部生物量估测模型,再与基于任意两波段组合的最佳归一化光谱指数、比值光谱指数、差值光谱指数和已报道光谱指数的冬小麦地上部生物量估测模型进行比较。结果表明：(1)SPA算法较好地利用了全波段冠层光谱信息,并显著降低了光谱维度,不同变换光谱的地上部生物量敏感波段个数在4~14之间;(2)拔节期和抽穗期冠层光谱与地上部生物量的相关性高于开花期和灌浆期,各生育时期一阶导数光谱与地上部生物量之间的相关性优于连续统去除光谱、对数变换光谱和光谱指数;(3) 利用抽穗期一阶导数光谱敏感波段建立的预测模型和验证模型达到了较高的精度,其预测模型的决定系数和均方根误差分别为0.78和0.87 t·hm^-2,验证模型的决定系数和均方根误差分别为 0.84和0.69 t·hm^-2,预测相对偏差为2.74。这说明,抽穗期是估算地上部生物量的最佳生育时期,且基于冠层一阶导数变换光谱,结合连续投影算法和偏最小二乘回归方法所构建抽穗期地上部生物量估算模型具有最优的精度和预测能力,可用于地上部生物量的定量估算。     

大豆株型、群体结构与产量关系的研究 第二报 大豆群体冠层的荚粒分布

本研究用模糊聚类方法,根据大豆冠层不同部位的粒重比例,对大豆品种的荚粒分布进行了分类。大豆冠层有明显的叶—荚对应关系,叶面积大的层次,粒多且大。对荚粒分布不同的品种,应当采取适当的措施,注意发挥对产量起主导作用的冠层部位的生产潜力。密度是调节主茎和分枝粒重分布的主要栽培措施。改良株型、提高叶片质量是改善大豆群体内部光合条件,充分发挥大豆整个冠层生产力的重要手段。     

玉米冠层结构、光分布和光合作用研究综述

玉米冠层结构的研究与光分布的研究相辅相成.叶片是玉米冠层结构中最主要的器官,先人曾利用叶角分布来表示玉米的空间结构.对玉米冠层结构的描述也集中在叶曲线和叶形的描述上.三维重建技术给玉米冠层结构研究带来新的生机,在此基础上,利用投影Z-Buffer算法和Turtle模型也使冠层内光分布研究得到了发展,弥补了指数模型应用假设的不足,克服了G函数应用复杂和繁琐的缺点.这些研究为准确计算光合作用的研究打下了坚实的基础.玉米叶片空间结构和株型的差异使得光在冠层内的分布不同,从而影响了光合作用。     

大豆花荚期冠层晴天光谱特性分析

利用美国ＳＥ５９０辐射分光光谱仪在晴天中千对大豆冠层各种辐射光谱成分进行了测定，研究了冠层上方总辐射、反射辐及基部透射辐射的各种光谱变化规律。结果表明，冠层上方总辐射、基部透射辐射及吸收辐射中光合有效辐射所占百分比分别为４７．５％、２５．７％、２９．６％和８０．１％。在此基础上，进一步得出了大豆冠层反射率光谱变化规律，并利用三次样条函数对大豆冠层反射率光谱曲线进行模拟，结果表明２５６组实测数据组成     

旱地冬小麦灌浆期冠层温度与产量和水分利用效率的关系

为给抗旱节水品种的快速鉴定和筛选提供科学依据,在甘肃陇东旱塬利用红外测温仪测定了23个冬小麦品种的冠层温度,并分析了其与产量、水分利用效率的关系.结果表明,不同基因型小麦在籽粒灌浆期存在着冠层温度高度分异的现象,其差异可反映在产量和水分利用效率上.无论灌浆初期还是中期或中后期,旱地冬小麦产量、水分利用效率与冠层温度均呈极显著的负相关,并且随着灌浆过程的推移,相关性增大.这表明,灌浆期冠层温度偏低的品种具有较高的产量和水分利用效率,冠层温度可作为旱地高产节水小麦品种田间筛选的指标.     

基于连续统去除法的玉米品种高光谱差异性研究

根据玉米吐丝期和灌浆期冠层光谱反射率数据,采用Savitzky-Golay滤波法进行光谱平滑处理后,利用连续统去除法对绿峰535 nm、红谷650 nm、近红外波段770 nm进行光谱分析,提取吸收峰总面积、最大吸收深度、对称度、左面积、右面积、面积归一化最大吸收深度6个玉米冠层反射光谱吸收特征,利用提取的特征参数构建高光谱反射率差异性指数,对不同品种玉米的光谱差异性进行定量分析。结果表明:除最大吸收深度差异性指数及右面积差异性指数外,其他4个指数可以表征不同玉米品种在同一时间的光谱差异性,能够定量化描述不同品种玉米的光谱特征。研究结果能够为玉米品种遥感识别、产量估算等研究提供理论依据。     

基于主成分分析和随机森林回归的冬小麦冠层叶绿素含量估算

为提高冬小麦冠层光谱对叶绿素含量的估算精度,以陕西省乾县冬小麦为研究对象,利用SVC-1024i光谱仪和SPAD-502型叶绿素仪实测了冬小麦冠层反射率和叶绿素含量,分析了一阶导数光谱、10种特征参数和9种植被指数与叶绿素含量的相关性,并利用主成分分析(PCA)对叶绿素敏感的可见光波段(390～780 nm)一阶导数光谱进行降维,将特征值大于1的主分量结合特征参数和植被指数形成不同的输入变量,用偏最小二乘回归和随机森林回归构建冬小麦冠层叶绿素估算模型,并利用独立样本对模型进行验证。结果表明,小麦冠层叶绿素含量与一阶导数光谱在751 nm处的相关性最高(r=0.71),特征参数中红边蓝边归一化(SDr-SDb)/(SDr+SDb)与叶绿素含量的相关性最高(r=0.66),植被指数(VI)中修正归一化差异指数(mND705)相关性最高(r=0.74)。在输入变量相同的情况下,基于随机森林(RF)回归的预测模型均优于偏最小二乘回归(PLSR)模型,其中PCA-VI-RF模型的各精度指标均达到最优(r²=0.94,RMSE=1.05,RPD=3.70),是冬小麦冠层叶绿素...