基于光谱特征参量的核桃叶片氮素含量估测模型

建立基于光谱特征参量的新温185号(Juglans regia‘Xinwen185’)核桃叶片氮素含量估测模型,旨在为快速监测新温185号核桃叶片N素营养状况提供技术途径。基于肥料效应田间试验,测定N肥不同施用量水平下新温185号核桃果实坐果期、速生生长期、脂化期和近成熟期的叶片光谱反射率和N素含量,采用Pearson相关分析方法筛选与叶片N素含量呈极显著相关的光谱特征参量,并应用回归分析方法建立叶片N素含量光谱特征参量估测模型。结果表明:与叶片N素含量呈极显著相关(P0.01)的光谱特征参量在果实坐果期有绿峰反射率和红色比值指数,在果实速生生长期有黄边位置、红谷反射率和绿色比值指数、红色比值指数、绿色归一化差值指数、红色归一化差值指数,在果实脂化期有绿峰反射率和红色比值指数,在果实近成熟期有绿峰反射率、黄边幅值和红边面积。分别以绿峰反射率、黄边位置、红色比值指数和黄边幅值为自变量采用三次函数建立的果实坐果期、速生生长期、脂化期和近成熟期叶片N素含量回归估测模型的拟合度R2均在0.99以上,且模型具有很好的稳定性和很高的估测精度。表明可采用三次函数建立果实不同生育时期叶片N素含量光谱特征参量估测模型对新温185号核桃树体N素营养水平进行监测。光谱技术在核桃树体N素营养信息探测方面有较大的应用潜力。     

春玉米磷素营养的光谱响应及诊断

通过盆栽试验监测不同磷营养水平春玉米典型生育期叶片光谱变化,并对叶片光谱反射率与叶片磷含量做了相关分析。结果表明,春玉米大喇叭口期是磷素营养的光谱响应敏感期,3507～30.nm和14201～800.nm是磷素营养的光谱敏感波段。该生育期构建的单波段高光谱变量、窄波段光谱变量和宽波段光谱变量与叶片磷含量都存在显著或极显著的回归关系;窄波段光谱变量比值指数R6725/6256和R61745/15856与叶片磷含量的回归关系达到了极显著水平,R625/555达到显著水平。可见光波段光谱变量与磷含量的回归关系优于近红外波段光谱变量与磷含量的回归关系,表明可见光波段叶片光谱反射率可能更适合春玉米磷营养状况的评价。不同波段宽度的光谱变量分析表明,在敏感波段范围内,801～00.nm波段平均的叶片宽波段光谱反射率没有降低对叶片磷含量的估算精度。     

白术叶片对干旱胁迫的光谱特征响应

白术根茎膨大初期对轻度的土壤水分缺失具有一定的耐受性,但是过度干旱会抑制其根茎膨大及成分积累,因此,无损伤诊断该时期白术是否受到干旱胁迫至关重要。本文以2年生白术为试验材料,在根茎膨大初期控制土壤水分,形成不同程度的干旱胁迫,利用Uni Spec-SC光谱分析仪测定其光谱反射率,并结合光合色素含量,探讨白术叶片光谱特征对干旱胁迫的响应规律,为利用光谱参数监测白术生长状况提供技术依据。结果显示,随着干旱胁迫程度增加,可见光区域(400~750 nm)白术叶片光谱反射率升高,说明其光能吸收利用能力下降;但在750~1 000 nm的近红外波段,光谱反射率则逐渐平稳,在1 000 nm处,干旱胁迫下的全部叶片反射率均低于对照。微分光谱在680~750 nm间差异明显,并与叶绿素含量在700~750 nm间呈显著相关。同时,大多数光谱参数与色素含量呈显著相关(P0.05),尤其类胡萝卜指数(mCRI)、色素归一化指数(PSNDb)、红边位置(λ_(red))、红边幅值(D_(λ_(red)))、红边面积(S_(red))与之呈极显著相关(P0.01)。从上述结果可知,微分光谱680~750 nm可作为检测白术是否受到干旱影响的主要监测波段,红边参数、类胡萝卜指数及色素归一化指数可以作为重要指标,快速、准确、无伤害诊断白术受干旱胁迫程度。本研究结果可为应用反射光谱进行白术干旱胁迫程度诊断提供理论依据和技术支持。     

不同施氮水平下温室番茄叶片反射光谱特征分析

利用便携式光谱辐射仪测定了温室番茄叶片的光谱反射率,研究了不同施氮水平下特定光谱指数与叶片氮含量、光合速率及产量的关系。结果表明,温室番茄叶片的光谱反射率在可见光波段随供氮水平的升高而降低,在近红外波段随供氮水平的升高而增加。随施氮水平的提高,绿峰的蓝移和红边的红移现象明显,而红谷反射率与光合速率之间的关系可用二次方程拟合,相关系数达0.805。番茄叶片氮含量的敏感光谱波段为580~695 nm,740~900 nm,由695 nm、770 nm两个波段构建的高光谱指数(RVI、NDVI)与叶片氮含量的相关性显著。而基于原始光谱数据对番茄产量的估测也可在温室中得到很好的运用,其中光谱指数RV(I710,680)、VARI700和产量的拟合方程最优。     

基于高光谱的小麦旗叶净光合速率的遥感反演模型的比较研究

植物净光合速率是植物生产的基础,是体现植物生长状况的重要生理指标。本文将小麦旗叶高光谱波段反射率进行一阶导数变换后与净光合速率(Pn)进行相关性分析确定敏感波段,分别采用二次多项式逐步回归(QPSR)、偏最小二乘法(PLSR)、BP神经网络法(BPNN)3种方法构建小麦旗叶的净光合速率反演模型,并对3种模型的预测精度进行比较分析。结果表明:(1)将小麦旗叶的原始光谱进行一阶导数变换后与Pn进行相关性分析确定的敏感谱区集中在750~925 nm之间,确定的6个敏感波段分别是:760、761、767、814、815、889 nm;(2)基于QPSR、PLSR、BPNN3种方法以及敏感波段的反射率一阶导数构建的Pn估测模型预测精度都较高,说明用这3种方法以及敏感波段对Pn的估测是可行的,其中模型估算能力顺序为QPSRBPNNPLSR,说明小麦旗叶Pn的最佳高光谱分析模型为小麦叶片750~925 nm反射率一阶导数变化后的QPSR模型。     

不同时期追施氮肥对成熟期蜜柚树体氮素分配的影响

  【目的】   研究不同时期追施氮肥对成熟期蜜柚树体氮素分配的影响，为蜜柚果园氮肥的合理运筹和高效利用提供理论依据。   【方法】   以7年生红肉蜜柚[Citrus grandis (L.) Osbeck. cv. Hongroumiyou]为试材进行高量 (对照) 和减量施肥试验。供试尿素以5∶3∶2的比例分别在春梢萌发期、稳果期和果实膨大期追施，在每个时期的追施尿素中加入5%的15N-尿素。在成熟期，采集蜜柚各部位器官样品，测定生物量、氮浓度、15N丰度，计算不同器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率 (Ndff)、15N分配率以及15N利用率。   【结果】   对照处理中，在春梢萌发期追施15N-尿素的蜜柚果实、当年生挂果枝上的叶和枝的Ndff值较高；在稳果期追施15N-尿素的蜜柚果实的Ndff值显著高于其它器官；在果实膨大期追施15N-尿素的蜜柚，则以当年生未挂果枝和叶的Ndff值最高。减量施肥处理中，在春梢萌发期和稳果期追施15N-尿素的，Ndff值在果实、营养器官和贮藏器官与对照相似；在果实膨大期追施15N-尿素的，枝条中的Ndff值都高于叶片，这与对照处理当年生未挂果枝叶Ndff值最高有所差异。成熟期不同器官的15N分配率表现为:对照处理中，在春梢萌发期追施15N-尿素的，果实15N分配率 (52.5%) 显著高于营养器官 (25.5%) 和贮藏器官 (22.1%)；在稳果期追施15N-尿素的，15N分配率以果实中最高 (61.3%)，其次是贮藏器官 (25.4%)，显著高于营养器官 (13.3%)；在果实膨大期追施15N-尿素的，15N分配率在贮藏器官进一步增加至最高 (44.0%)，其次为营养器官 (35.8%)，最低为果实 (20.3%)。减量施肥中，在春梢萌发期和稳果期追施15N-尿素的，15N在不同器官的分配率与对照相似，而在果实膨大期追施15N-尿素，15N分配率以贮藏器官最大 (45.8%)，其次为果实 (34.3%)，最低为营养器官 (19.9%)。对照和减量施肥两个处理的氮肥利用率均以春梢萌发期施入15N-尿素的处理最低。对照处理中，15N利用率总体随15N-尿素施用时期的后移而逐步提高，减量施肥中，以稳果期施入15N-尿素处理的利用率最高 (37.5%)，且减量施肥蜜柚树体各器官的15N利用率均高于对照，并以果实中15N利用率的增幅最大。   【结论】   利用15N示踪技术研究发现，春梢萌发期施入的氮肥，主要分配到果实以及当年生枝叶中，稳果期施入的氮肥较多分配在果实中，而果实膨大期施入的氮肥可以显著提高贮藏器官的氮素积累，有利于来年果实的生长。因此，在蜜柚生产上，春梢萌发期施肥量可以适当减少，以避免氮肥的大量损失；稳果期施肥作为果实氮素积累的关键施肥时期，施肥量需得到保障；同时需要追施果实膨大肥增加贮藏营养，用于果树的花芽分化，提高翌年果实的产量与品质。适当优化氮肥用量有利于抑制蜜柚果树的过度营养生长，提高果实的氮素利用率，具体优化比例还需进一步研究。     

水稻冠层光谱反射特征及其与叶面积指数关系研究

在水稻试验小区,通过人为控制的方法造成施N水平的差异,对水稻整个生长期内冠层光谱进行了比较系统、密集的测定,并测定了水稻几个重要生育期的叶面积指数。结果表明:随着施N水平的提高,水稻冠层光谱在各生育期呈现出一定的规律性,在近红外部分(760 ~ 1220 nm),冠层光谱反射率随着施N水平的提高而升高,而在可见光部分(460 ~ 710 nm),水稻冠层的光谱反射率反而逐渐降低。冠层光谱经差异显著性检验发现:水稻灌浆期以前,对施N水平最为敏感的波段是绿光(560 ~ 610 nm)和近红外(710 ~ 760 nm)部分;转换为归一化植被指数(NDVI)以后,差异最显著的是 (R760 - R560) / (R760 R560)。对叶面积指数与冠层光谱反射率的相关分析结果表明:在水稻抽穗期以前,叶面积与冠层光谱反射率相关性较差;而抽穗期以后,二者有较好的相关性。     

荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标诊断标准的建立

植物钾、钙和镁3种养分之间存在交互作用,因此于2016~2019年在华南荔枝、龙眼主产区22个妃子笑荔枝园和8个储良龙眼园采集末次梢老熟期和果实膨大期叶片样本,测定叶片钾、钙、镁元素含量,用充足范围法研究荔枝、龙眼不同生育期的钾、钙、镁交互作用指标[K/Ca、K/Mg、K/(Ca+Mg)及Ca/Mg]的诊断标准值。结果表明,荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标在同一年份同一生育期的不同树之间、不同年份的同一生育期之间以及同一生长周期的不同生育期之间的差异均很大。但是,荔枝、龙眼高产群体的上述指标在不同年份的同一生育期的差异明显较小,而同一生长周期内不同生育期的差异仍为极显著(P<0.001),表明不同生育期应有不同的诊断标准。利用充足范围法,在荔枝叶片钾、钙、镁含量处于适宜范围的基础上,末次梢老熟期叶片K/Ca、K/Mg、K/(Ca+Mg)和Ca/Mg的适宜水平分别为3.1~4.2、4.1~4.9、1.8~2.2和1.15~1.54,果实膨大期的分别为0.51~0.92、1.63~2.81、0.40~0.73和2.62~3.66;在龙眼叶片3种养分含量为适宜水平的前提下,末次梢老熟期叶片K/Ca、K/Mg、K/(Ca+Mg)和Ca/Mg的适宜水平分别为1.55~2.06、8.9~10.2、1.32~1.69和5.1~6.2;果实膨大期的分别为0.46~0.61、5.3~7.5、0.42~0.56和11.1~12.8。上述指标为诊断荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁营养的平衡状态及指导3种养分的平衡施用提供了数据参考。     

基于高光谱的叶片滞尘量估测模型

为探索建立叶片滞尘量高光谱估测模型,利用光谱仪和电子分析天平采集了北京市区杨树叶片高光谱数据和滞尘量数据,研究了叶片光谱特征与滞尘量间的关系,并建立了基于光谱参数的叶片滞尘量估测模型。研究结果表明:近红外波段(730~1 000 nm)光谱反射率与叶片滞尘量呈现明显的线性相关性,各波段相关系数均高于0.7,绿光区波段反射率对叶片滞尘的影响不敏感;三边参数中仅红边幅值、红边面积与叶片滞尘量达到显著相关;基于多元线性回归、主成分回归、偏最小二乘回归建立的模型均具有较强的预测能力,其中以偏最小二乘回归为模型构建方法,以749、644、514 nm波段的光谱反射率值,红边幅值,红边面积,924、1 010 nm波段组成的归一化指数,713、725 nm波段组成的差值指数,749、644 nm波段组成的归一化植被指数为自变量建立的模型估测精度最好,其建模和预测的决定系数分别达到0.734和0.731,预测均方根误差为0.311。该研究为促进高光谱技术在大气降尘监测中的应用提供参考。     

黄冠梨果实和叶片钾素积累特征及其对施钾的响应

【目的】 本研究通过研究黄冠梨果实和叶片钾素积累特征及其对不同施钾量的响应,探讨施钾对梨果产量和品质的影响,为梨园合理施钾提供依据。 【方法】 选取同一区域 14 年生不同产量水平的高 (60～70 t/hm2)、中产 (30～40 t/hm2) 两个黄冠梨园开展田间施钾试验。设置 K₂O 0、150、300、450 kg/hm2 四个施钾水平(K0、K150、K300、K450),分别在幼果期、膨大Ⅰ期、膨大Ⅱ期、成熟期和果实收获后一个月采集叶片与果实样品,研究施钾对产量、果实品质、叶片和果实钾含量及钾积累量、钾肥利用率的影响。 【结果】 随施钾量增加高产园产量增加显著,K450 处理比对照提高了 16.9%;在中产园 K300 处理产量达到最高值,较对照提高了 27.2%,K450 与 K300 处理之间无显著差异。果实中可溶性糖含量和糖酸比随施钾量增加而提高,可滴定酸变化规律与之相反。从幼果期至成熟期,叶片与果实钾含量均呈下降趋势,施钾在不同程度上提高了钾素含量。叶片钾积累量在膨大Ⅰ期达到最大,随后积累量逐渐下降。果实钾在整个膨大期积累最多,占全生育期钾积累量的 60%～79%;膨大期后高产园果实仍在迅速积累钾素,中产园积累减缓。落叶前叶片钾回流,高产园回流力度大于中产园。高产园果实收获和落叶移走钾量为 258～314 g/plant,中产园为 166～192 g/plant。在高产园 K450 处理和中产园 K300 处理下,果实和叶片内每积累 1 kg 钾素,高产园可增产 414.0 kg,中产园增产 405.2 kg。 【结论】 施钾促进了树体对钾素的吸收,果实产量和果实品质随施钾量增加有不同程度提高。膨大期是树体吸收钾素的最大效率期,建议在膨大期前追施钾肥。综合产量、肥料利用率及果实品质等各项指标,建议产量为 60～70 t/hm2 的高产园适宜施钾量为 450 kg/hm2,产量为 30～40 t/hm2 的中产园适宜施钾量为 300 kg/hm2。      

钙、 硼对常山胡柚叶片养分、 果实产量及品质的影响

【目的】研究叶片矿质营养元素含量的季节性变化,对探明植物体中营养元素的丰缺状况、 调控养分代谢、 提高果实产量和改善品质具有重要意义。本研究结合常山胡柚园土壤养分状况,通过连续4年施用钙肥和硼肥,研究钙、 硼对常山胡柚叶片矿质营养元素含量的季节变化、 果实产量及品质的影响。【方法】采用田间定位试验,以13年生枳砧常山胡柚为试验材料,设4个处理,1)CK(对照); 2)Ca(每株0.5 kg生石灰粉); 3)B(每株25 g 硼砂); 4)Ca+B(每株0.5 kg生石灰粉+ 25 g 硼砂)。于试验的第4年采集常山胡柚不同生长期当年生春梢叶片及成熟期果实样品,并对常山胡柚叶片矿质营养元素含量的季节变化、 果实品质进行分析。【结果】常山胡柚叶片各矿质养分在果实逐渐成熟过程中总体呈现先增后降的变化规律,其中叶片氮(N)、 钾(K)、 镁(Mg)和锌(Zn)在果实坐果期达到最大值,磷(P)在果实膨大前中期(8月份)到达最大值,钙(Ca)、 硼(B)、 铁(Fe)、 锰(Mn)和铜(Cu)在果实膨大后期(9月份)出现最高值。钙、 硼肥施用均可提高常山胡柚果实各发育时期叶片Ca、 B、 N、 K、 Fe、 Mn和Cu含量,但明显抑制叶片Zn的吸收,其中钙、 硼配施对成熟叶片(8~9月份)Ca含量存在显著正交互效应,但对提高叶片B含量无显著交互作用。施钙、 硼肥可不同程度提高常山胡柚2年平均产量,增产率达到1.8%~21.4%,其中各处理增产率顺序为Ca+B＞B≥Ca,且单施硼可显著提高2年累积产量,钙硼配施对单年产量、 2年平均产量均存在显著正交互效应。钙、 硼肥单施对果实品质无显著性影响,但钙硼配施可显著降低可滴定酸含量,显著提高固酸比。【结论】常山胡柚坐果期(4月份)为叶片N、 P、 K、 Mg和Zn吸收的关键时期,果实膨大期(8~9月份)为叶片Ca、 B、 Fe、 Mn和Cu吸收的重要时期。钙、 硼配施既可明显提高常山胡柚叶片中矿质营养元素含量(P和Zn除外),又能显著提高果实产量和品质。     

不同形式的光谱参量对春玉米氮素营养诊断的比较

选择适宜的光谱参量,对利用光谱技术进行作物营养诊断精确度的提高是至关重要的。该文对单因素氮处理下春玉米（Zea may L.）不同层位叶片光谱反射率与氮含量作了相关分析,探讨了叶片水平上单波段光谱反射率（R）、单波段光谱反射率的对数（LgR）、双波段组合光谱反射率（R1+R2）、以及对数形式的双波段组合光谱反射率（LgR1+ LgR2）4种形式光谱参量对氮素营养诊断的可靠性。结果表明,第6片完全展开叶叶片光谱反射率与氮含量在可见光波段存在较高的负相关关系,以550和720 nm两波段组合的光谱参量（LgR550+LgR720和Lg(R550+R720)）建立的线性回归方程的拟合度最好;不同生育期应选择对养分盈亏敏感的叶片作为营养诊断的光谱监测目标,不同生育期叶片氮素营养的光谱敏感波段不同,应选择二者相关性高的波段,较为适宜的光谱参量形式与营养成分建立估算模型。研究表明,经对数处理后的光谱参量,无论是单波段还是双波段,拟合方程的精度都有不同程度的提高,且方程的稳定性也增强,说明对数形式的光谱参量提高了对氮素营养诊断的精确度。     

基于BP神经网络的橡胶苗叶片磷含量高光谱预测

为验证高光谱技术在橡胶苗叶片磷素营养诊断方面的可行性,该文以砂培橡胶苗为研究对象,利用高光谱仪测得不同磷处理水平下橡胶苗叶片光谱反射率,并应用微分技术求取去噪后光谱反射率一阶和二阶导数,以叶片磷含量和光谱变量相关性分析为基础,选择出叶片磷含量敏感波段,最后以敏感波段为输入变量,结合多重线性回归、偏最小二乘回归和反向传播神经网络模型对叶片磷含量进行预测。结果表明:原始光谱反射率555和722 nm、一阶导数674、710、855、1 091、1 197、1 275、1 718、2 181和2 228 nm以及二阶导数816、890、1 339、1 357和2 201 nm为叶片磷含量敏感波段;反向传播神经网络模型预测精度最高,训练集和验证集中预测值和实测值之间的相关系数r分别为0.964和0.967,均方根误差RMSE分别为0.0139和0.00856,模型性能指数(ratio of performance to deviation,RPD)分别为3.71和3.23,证明高光谱技术可以快速、准确诊断橡胶苗叶片磷含量。     

结合SPA和PLS法提高冬小麦冠层全氮高光谱估算的精确度

【目的】 冠层高光谱全波段信息可以在小麦拔节期快速无损地估算叶片的氮含量。本研究结合连续投影算法 (SPA) 和偏最小二乘 (PLS) 技术,筛选了冬小麦拔节期冠层光谱对叶片氮含量的敏感特征波段,以期为冬小麦关键生育期氮素含量的遥感估算提供理论依据和技术支持。 【方法】 以陕西关中地区2015—2016年冬小麦小区试验为基础,基于连续投影算法 (SPA) 提取冬小麦叶片全氮含量的冠层光谱敏感波段,并结合偏最小二乘 (PLS) 回归法建立基于敏感特征波段的冬小麦拔节期叶片氮含量估算模型。 【结果】 SPA算法从冬小麦338～2510 nm的冠层光谱中优选出了1985 nm、2474 nm、1751 nm、1916 nm、2507 nm、1955 nm、2465 nm和344 nm共计8个叶片全氮含量的敏感特征波段,波段数目下降了98.9%,有效降低了光谱信息的冗余;基于敏感特征波段构建的叶片氮含量偏最小二乘回归模型的决定系数和均方根误差分别为0.82和0.28,模型验证方程的决定系数和均方根误差分别为0.84和0.21,模型的相对预测偏差大于2,具有较高的精度和良好的预测能力。 【结论】 与常用植被指数的叶片氮含量估算模型相比,连续投影算法 (SPA) 结合偏最小二乘 (PLS) 方法的叶片氮含量估算精度更高,稳定性更强,可以作为冬小麦拔节期叶片氮含量的高光谱估算方法。      

优化施肥促进寒地粳稻可溶性糖积累转运、气候资源利用及产量形成

  【目的】  研究氮、磷、钾肥不同配比对寒地粳稻功能叶片、茎鞘及籽粒可溶性糖积累和转运的影响,揭示其与气候资源利用和产量的关系。  【方法】  大田试验采用“3414”施肥方案,供试寒地粳稻品种为东农427。在水稻分蘖至成熟的5个主要生育期,取样测定了功能叶片、茎鞘和籽粒中的可溶性糖含量,计算功能叶片、茎鞘和籽粒可溶性糖积累转运量,以及水稻对气候资源的利用效率。  【结果】  氮、磷、钾肥配施显著影响寒地粳稻产量,以N2P2K2处理最高。与N0P0K0处理相比,各施肥处理地上部各器官可溶性糖积累量和运转量均显著升高。花前功能叶片可溶性糖最高积累量出现在N3P2K2处理,花后出现在N2P2K2处理。茎鞘和籽粒可溶性糖积累量在各生育时期均以N2P2K2处理最高。功能叶片和茎鞘花后可溶性糖转运量均以N2P2K2处理最高。N2P2K2、N3P2K2处理生育期最长。各施肥处理光合有效辐射量 (PAR)、辐射利用率 (RUE) 和积温生产效率 (TPE) 均高于N0P0K0处理,以N2P2K2处理最高。由相关分析可知,各生育时期各器官可溶性糖积累量与PAR、RUE和TPE呈极显著正相关。分蘖期和孕穗期功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘。齐穗期、灌浆期和成熟期茎鞘可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。成熟期籽粒可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于齐穗期和灌浆期。花后茎鞘可溶性糖转运量对PAR、RUE和TPE影响大于功能叶片。  【结论】  寒地粳稻各生育时期各器官可溶性糖积累量与光合有效辐射量 (PAR)、辐射利用率 (RUE) 和积温生产效率 (TPE)呈极显著正相关。其中,花前功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘,花后茎鞘可溶性糖积累量和转运量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。充足的氮磷钾肥供应促进了水稻群体对光、温资源的捕获,提高了光、温资源利用率。而且,合理的养分供给还延长了生育后期的天数和功能叶片、茎鞘可溶性糖向籽粒转运的时间,进而提高产量。在本试验中,氮磷钾配比为150–120–80 kg/hm2(N2P2K2) 时,寒地粳稻产量和花后功能叶片、茎鞘可溶性糖运转量均最高,并且通过延长灌浆期到成熟期的天数进而延长整个生育期,进一步提高了光、温资源的利用效率。     

玉米冠层叶片光谱反射率与玉米长势空间变异的关系

为了寻找一种快捷获取玉米叶绿素空间分布信息的方法,研究了玉米苗期冠层叶片光谱反射率的变化特征,分析了不同生长阶段冠层叶片光谱反射率的空间分布和叶绿素质量浓度的空间分布.研究结果表明:玉米苗期冠层叶片叶绿素的质量浓度空间分布不均匀.冠层叶片的叶绿素质量浓度与光谱指数RVI的相关性较低,与归一化差异植被指数NDV1值和550 nm波段的反射率均有较高的相关性.分析550nm波段的反射率值与冠层叶片叶绿素质量浓度值的相关关系,显示二者成负相关变化趋势,相关系数绝对值在0.69～0.88范围随着生长期的变化而逐渐增大,五叶期前期的相关性系数绝对值达到苗期最大值,表明550 nm波段反射率值能够较好的反映玉米苗期叶绿素质量浓度的水平,分析和掌握550 nm波段反射率值的变化及其空间分布特性对快速监测玉米苗期生长状况,对指导田间施肥具有重要意义.     

基于去包络线法的番茄叶霉病发病程度估测方法

阐明番茄叶霉病(Fulvia fulva)光谱特征并对其发病程度进行估测,可为番茄叶霉病大面积遥感监测提供依据。本研究通过分析番茄叶霉病不同发病程度下叶片光谱变化特征,筛选对发病程度识别的敏感波段。并利用去包络线法对光谱反射率进行处理,构建基于光谱特征吸收参量的发病程度估测模型。研究结果表明:随着叶霉病病害等级的加深,番茄叶片的原始光谱反射率、光谱敏感度、相对反射率均呈逐渐降低趋势;可见光波段(550~730 nm)和短波红外波段(1 860~2 260 nm)是识别番茄叶霉病发病程度的最佳波段;且随着病害等级的增加,吸收波段位置(λ)向短波方向移动,最大吸收深度(D_c)和吸收面积(A)均呈递增规律。利用光谱参数构建的番茄叶霉病病害等级预测的逐步回归模型R~2达0.81,且模型验证结果较好。研究结果对利用高光谱遥感技术定量估测番茄叶霉病发病程度以及监测、防治农作物病虫害均具有较高的实用价值。     

荔枝花芽分化期叶片的光谱特征及其养分预测

为实现荔枝营养状况的快速监测,提高荔枝的精细施肥管理水平,服务华南荔枝的高产优质安全生产,研究了广州白云区荔枝花芽分化期冠层高光谱4 种变化形式的特性,结果表明荔枝秋梢冠层叶片光谱具有植物光谱共性。结合试验测得的冠层叶片生化养分数据（全氮、全磷、叶绿素、有机碳）分别与光谱反射率这4种形式作相关性分析。选择最显著相关的波段进行曲线拟合,结果表明：叶绿素、有机碳含量的最佳光谱诊断敏感波段分别是反射率一阶导数的 1 562 nm (r=0.8944)、1 720 nm (r=0.7827),全氮、全磷的最佳光谱诊断敏感波段分别是倒数对数一阶导数的2 059 nm (r=0.8073),1 347 nm (r=0.7575);全氮、叶绿素、有机碳指数函数拟合最优（RMSE分别为0.002730, 0.008138和0.000416）,全磷线性模型最优（RMSE=0.000336）。研究结果对华南精细荔枝果业的实施和果业环境保护都具有一定的指导意义。     

施用氮、磷、钾对密植梨枣生长与叶片养分季节动态的影响

以山地梨枣(Zizyphus jujuba Mill. cv. Lizao)为试验材料,采用野外试验与室内分析,研究了黄土丘陵区山地滴灌下施用氮磷钾对矮化密植梨枣叶片8种营养元素（N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn）季节动态变化规律以及施肥对梨枣生长,产量及品质的影响。结果表明:不同生育期梨枣叶片养分含量变化具有一定的规律性。开花坐果期（5月上旬至7月上旬）,叶片N、P、K含量处较高水平,Mg、Fe、Mn、Zn含量处于较低水平。果实膨大期（7月中下旬到8月下旬）,叶片N、P有一个相对稳定的含量,K快速下降,而Fe、Mn、Zn含量上升。果实成熟期（9月初到10月初）,叶片N、P、K含量下降,Mg、Fe、Mn、Zn则是缓慢上升并趋于稳定。叶片N、P、K、Mn含量之间呈正相关,Ca、Mg、Fe、Zn含量之间也呈正相关关系,叶片N、P、K之间达极显著正相关关系,而N、P、K与Ca、Mg、Fe、Zn含量之间呈负相关关系。施氮肥可促进前期枣树新枝生长和枣果膨大;施磷肥可提高产量,达到33210 kg/hm2;施钾肥可明显提高枣果品质。     

基于连续统去除法的土壤盐分含量反演研究

通过对新疆维吾尔自治区温宿县、和田县、拜城县191个土样的原始反射率进行连续统去除及连续统去除的一阶微分处理,分析了盐分的高光谱吸收特征及敏感波段,并建立了盐分含量的多种高光谱定量反演模型。结果表明,在400~2 400 nm波段,土壤反射率与盐分含量之间无明显规律。640~700 nm波段的连续统去除数据与含盐量呈极显著负相关,而710~780 nm波段呈极显著正相关。原始反射率经连续统去除处理后,可明显提高反演模型的预测性能。基于盐分光谱指数和吸收特征参数构建的反演模型的稳定性及预测能力不如连续统去除、连续统去除一阶微分的400~2 400 nm或敏感波段的偏最小二乘回归(PLSR)模型。所有模型中,仅有以400~2 400 nm和640~700 nm连续统去除数据所建模型的相对分析误差(RPD)达2.5以上,分别为2.62和2.52,且二者其余各项评价指标差异不大。以640~700 nm波段连续统去除数据构建的PLSR模型对南疆水稻土盐分含量具有很好的反演效果。