基于成像高光谱仪的大豆叶面积指数反演研究

高光谱遥感能连续获取地物光谱图像,这一技术能大大提高估算叶面积指数的水平。利用无人机搭载成像高光谱仪获取作物光谱信息反演叶面积指数对精准农业生产与管理意义重大。通过灰色关联度排序、赤池信息量准则和偏最小二乘法(GRA-PLS-AIC)选择了三角植被指数(TVI)、比值植被指数(RVI)、红边植被指数(NDVI705)、归一化植被指数(NDVI)和重归一化植被指数(RDVI)5种植被指数,结合田间实测的叶面积指数数据,采用经验模型构建多指数反演模型。通过无人机为平台同步搭载数码相机和成像高光谱仪,在山东省嘉祥县一带获取了大豆生殖生长期内的遥感影像,同时利用LAI-2200C植物冠层分析仪进行叶面积指数测定,将获取到的遥感影像和地面实测数据进行叶面积指数的反演。结果表明:在大豆生殖生长期内建多指数模型,建模结果的预测值和实测值的R~2和RMSE分别为0.701和0.672,验证结果的R~2和RMSE分别为0.695和0.534,预测模型有比较高的精度和可靠性,利用该模型来反演LAI是准确的,生成的大豆LAI分布图能反映当地当时大豆的真实长势情况。因此,以多旋翼无人机为平台同步搭载高清数码相机和成像高光谱仪组成的无人机农情监测系统对研究大豆叶面积指数反演是可行性,构建的多指数模型适用于大豆生殖生长期。     

棉花不同生长阶段Sentinel-2卫星植被指数变化特征

探讨遥感植被指数随作物生育进程的变化规律,对于作物面积信息提取、遥感估产时相选择以及作物长势监测等具有重要意义。Sentinel-2卫星数据具高时空分辨率以及其特有的红边参数波段,可为作物生育期监测提供理想数据源。本研究获取了研究区棉花实测冠层光谱以及连续2年Sentinel-2卫星数据,通过对比Sentinel-2卫星多光谱反射率与实测冠层光谱反射率差异,以及单波段反射率和3类植被指数随棉花生育进程的变化规律, 初步分析Sentinel-2卫星多光谱数据用于棉花生育期监测的特点。结果表明,Sentinel-2卫星多光谱反射率与实测冠层光谱反射率变化趋势一致, 在可见光波段吻合较好,在近红外波段Sentinel-2卫星光谱反射率略高于冠层; 基于Sentinel-2卫星的红边参数波段反射率,随棉花生育进程呈现从苗期到开花盛期逐渐增大而后逐渐减小的变化规律;增强植被指数EVI（Enhanced vegetation index）、归一化植被指数NDVI（Normalized difference vegetation index）以及土壤调节植被指数SAVI（Soil adjusted vegetation index）的归一化值具有相似的变化趋势,其中基于实测冠层光谱和Sentinel-2卫星光谱的EVI指数归一化值变化最为一致和稳定,具体表现为在6月中下旬（棉花从现蕾期向开花期过渡的阶段）,从负值逐渐增大至正值,直到开花盛期（7月20日左右）达到最大正值,而后进入吐絮初期开始减小,至吐絮后期变为负值。     

综合近红外-红波段-短波红外三波段光谱特征空间的小麦冠层含水量反演

为提高返青期-拔节期-开花期-灌浆期不同覆盖条件下小麦冠层含水量的遥感反演精度,综合分析基于Nir-Red和Nir-Swir光谱特征空间开展作物含水量监测的优势与局限,利用垂直干旱指数（perpendicular drought index,PDI）和短波红外垂直失水指数（shortwave infrared perpendicular water stress index,SPSI）的比值形式,构建了一种基于近红外-红波段-短波红外（Nir-Red-Swir）三波段光谱特征空间的垂直植被水分指数（three-band perpendicular vegetation water index,TPVWI）。结果表明,在不同生育时期,TPVWI与小麦冠层含水量（vegetation water content,VWC)均具有显著相关关系（P<0.01）,且对植被含水量的敏感性优于PDI、作物水分监测指数（plant water index,PWI）、SPSI和NDVI 4种植被指数,且在反映小区域内小麦冠层含水量的时空趋势上有较好的表征能力。对比地面实测数据,利用TPVWI建立的作物含水量估测模型的预测精度较高,r与RMSE分别为0.763和2.296%,说明利用综合Nir-Red-Swir三波段光谱空间特征的植被水分指数在监测不同覆盖条件下的作物含水量具有一定的可行性,可丰富当前作物冠层含水量遥感监测的理论方法。     

基于无人机数码影像的水稻叶面积指数监测

[目的]为探究无人机数码影像监测水稻叶面积指数(Leaf area index,LAI)的可行性,明确利用无人机数码影像监测水稻LAI的最佳时期,构建基于无人机数码影像的水稻LAI监测模型.[方法]本研究基于不同品种和施氮量的水稻田间试验,于分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期测定水稻LAI,同步使用无人机搭载数码相...     

基于无人机影像的小麦株高与LAI预测研究

为快速、准确地估测不同生育时期小麦品种（系）株高与叶面积指数（LAI）表型性状,基于各生育时期小麦品种（系）数字正射影像（digital orthophoto map,DOM）和数字表面模型（digital surface model,DSM）,分别构建不同生育时期株高估测模型和光谱指数LAI估测模型。借助一元线性回归、多元逐步回归（SMLR）和偏最小二乘回归（PLSR）分析方法,并采用决定系数（r）、均方根误差（RMSE）和归一化均方根误差（nRMSE）综合性评价指标,筛选出小麦不同生育时期最优的株高和LAI估测模型。结果表明,（1）全生育期株高估测效果最好,模型预测值与实测值高度拟合（r、RMSE、nRMSE分别为0.87、5.90 cm、9.29%）;在各生育时期中,灌浆期模型预测精度较好,成熟期预测精度最差,r分别为0.79和0.69。（2）所选的18种光谱指数与LAI相关性均较好,其中BGRI、RGBVI、NRI和NGRDI的相关系数达到极显著水平,且各时期三种回归估测模型均表现出较高的稳定性和拟合效果,其中SMLR回归模型对各生育时期LAI预测精度最好,其拔节期、孕穗期、扬花期、灌浆期和成熟期的预测集r分别为0.68、0.57、0.61、0.68和0.53。这说明,基于无人机获取的不同生育时期小麦DSM影像提取株高,并运用18种光谱指数构建LAI估测模型方法是可行的。     

基于PROSAIL模型和无人机高光谱数据的冬小麦LAI反演

为及时准确高效监测小麦叶面积指数(leaf area index, LAI),获取了冬小麦挑旗期和开花期地面实测光谱与无人机高光谱遥感影像数据,并基于查找表建立PROSAIL辐射传输模型得到冬小麦冠层模拟光谱数据,利用数学统计回归模型与偏最小二乘回归法分别构建冬小麦LAI单变量、多变量预测模型,以实测LAI数据对预测结果进行精度评价,将最佳预测模型应用于无人机高光谱影像以分析LAI空间分布情况。结果表明,冬小麦各生育时期的预测模型均具有较高的预测精度,单变量预测模型和多变量预测模型的决定系数分别为0.598～0.717和0.577～0.755,其中以基于植被指数的多变量预测模型表现最优,其在开花期的验证精度最高,RMSE和MAPE分别为0.405和12.90%。在LAI空间分布图中,开花期预测效果优于挑旗期,各试验小区的LAI分布较为均匀。     

大豆叶面积指数的高光谱估算模型研究

通过测试大豆4个生育阶段350～2500nm波段的冠层高光谱数据,用近红外波段760nm-850nm及红光波段650nm-670nm的2个范围内的波段反射率,组成了高光谱比值植被指数（RVI）和800nm和670nm2个波段反射率组成修改型二次土壤调节植被指数（MSAVI2）;基于RVI和MSAVI2植被指数,建立了大豆叶面积指数（LAI）的6种单变量线性与非线性函数模型,经检验均达到1％极显著水平。其中,以RVI所构建洲的幂函数、MSAVI2所构建LAI的指数函数、对数函数估测模型的相关系数相对较高;用MSAVI2所构建的LAI精度较高的对数函数模型反演大豆叶面积指数,实测LAI与估测LAI呈极显著线性相关（R=0．9098^＊＊,n=46）,模型方程的估算精度达84．9％,实测值与估算值的RMSE=0．2420,平均相对误差为0．1510。表明采用高光谱植被指数,能够实时、无损、动态、定量提取大豆叶面积指数,为设计理想的大豆群体和大豆遥感估产提供了科学的依据。     

基于无人机遥感影像的马铃薯产量估算

马铃薯产量的精准预测对于保障粮食安全具有重要作用。为实现快速精准获取马铃薯产量信息,研究利用无人机搭载可见光相机和多光谱相机,分别于马铃薯现蕾期、初花期、盛花期和终花期进行无人机RGB和多光谱影像的采集,并于收获期测定马铃薯产量。基于RGB和多光谱影像特征,对马铃薯产量与RGB指数和植被指数分别进行相关性分析,结合样本数量,筛选出相关性最高的前五个光谱指数作为模型输入变量,采用多元线性回归(Multiple linear regression,MLR)和随机森林(Random forest,RF)2种方法构建不同生育期和全生育期的估算模型,并进行对比,筛选出马铃薯产量估算的最优模型。通过RGB指数与植被指数结合可以提高马铃薯产量的估算效果,并且多元线性回归模型的反演效果要优于随机森林模型。最终产量的估算效果从高到低分别是盛花期>全生育期>终花期>初花期>现蕾期,马铃薯产量最优估算模型为盛花期以RGB指数与植被指数结合作为模型输入变量的MLR模型。测试集R²和RMSE分别为0.77、0.64 kg/m²;验证集R     

利用无人机图像颜色与纹理特征数据在小麦生育前期对产量进行预测

为了实现基于无人机的小麦产量快速预测,通过不同种植密度、氮肥和品种的田间试验,应用无人机航拍获取小麦生育前期（越冬前期和拔节期）的RGB图像,通过图像处理获取小麦田间颜色和纹理特征指数,并在小麦收获后测定实际产量。通过分析不同颜色和纹理特征指数与小麦产量的关系,筛选出适合小麦产量预测的颜色和纹理特征指数,建立小麦产量预测模型并进行验证。结果表明,小麦生育前期图像颜色指数与产量的相关性较好,而纹理特征指数相关性较差。对越冬前期利用单一颜色指数NDI构建的产量预测模型验证时,R为0.541,RMSE为671.26 kg·hm^-2;对拔节期用单一颜色指数VARI构建的产量预测模型验证时,R为0.603,RMSE为639.78 kg·hm^-2,预测结果比较理想,但不是最优。对越冬前期颜色指数NDI和纹理特征指数ENT相结合构建的产量预测模型验证时,R和RMSE分别为0.629和611.82 kg·hm^-2,比单一颜色指数模型分别提升16.27%和减小8.85%;对拔节期颜色指数VARI和纹理特征指数COR相结合构建的产量预测模型验证时,R和RMSE分别为0.746和510.29 kg·hm^-2,较单一颜色指数模型分别提升23.71%和减小20.24%。上述结果说明,将无人机图像颜色和纹理特征指数相结合建立的估产模型精度较高,可在小麦生育前期对产量进行有效预测。     

基于无人机遥感的玉米叶面积指数与产量估算

以2018和2019年在河南省新乡县中国农业科学院农田灌溉研究所试验基地的玉米为研究对象,利用八旋翼无人机搭载的MicaSense RedEdge多光谱相机对试验区进行遥感监测,构建玉米叶面积无人机遥感监测模型和产量估算模型,并在示范区进行应用。结果表明,NDVI、EVI和GNDVI这3种植被指数在构建叶面积指数监测模型中具有较好的精度和稳定性。利用抽雄期植被指数构建的估产模型精度最高,吐丝期次之,拔节期最低。与单生育期估产模型相比,累积3个生育期植被指数构建的估产模型精度有一定提升,R²为0.87,RMSE为405.42 kg/hm²。构建的无人机遥感监测模型,可以快速有效评估玉米长势和产量。     

豫北优质大豆产业发展策略

针对豫北地区的大豆生产现状，从气候、土壤、品种、生态因素及市场需求等方面提出了优质大豆的发展策略与途径。     

吉林省平安农业科学院大豆所大豆研究工作报告

1　吉林省平安农业科学院大豆研究工作简介吉林省平安农业科学院大豆研究所 ,设在吉林省长春市西安大路种子大厦内。现有科技人员 6人 ,其中研究员 2人 ,农艺师 2人 ,技术员 2人 ,定向培养研究生 2人。大豆研究所的主要任务是选育稳产、高产、优质及抗病虫大豆新品种 ;同时密切     

Comparisons of methods of scheduling irrigations of potatoes

Irrigation of Netted Gem potatoes was scheduled during three growing seasons by three methods: (a) when plants displayed first visual symptoms of moisture stress, (b) when indicated by a soil moisture budget involving estimated evapotranspiration, and (c) on the basis of tensiometer readings of soil moisture suction. When the tensiometer method of scheduling was used, the mean yields of tubers were 55.0 and 25.8 cwt/acre (6160 and 2890 kg/ha) higher than those obtained with the other two scheduling methods. Methods did not affect the specific gravity of potatoes. Method (a) scheduled irrigations least frequently. Scheduling by the budget method was not always adequate because it was based on the assumption that the crop extracted water from a constant 4 ft (1.2 m) profile from planting to full vegetative growth. In one year the budget method scheduled the first irrigation earlier than necessary and delayed the second irrigation during a critical period of crop growth. From full vegetative cover to harvest the irrigation schedules were alike for both the budget and tensiometer methods.     

湖南沅陵4种绿茶品质成分分析

以长沙县高桥相同嫩度茶鲜叶原料采用卷曲形毛尖茶加工工艺制绿茶为对照,分别对沅陵县齐眉翠峰、凤娇碣滩茶、干发茶和军大坪茶4种绿茶的主要生化成分与感官品质进行初步分析。结果表明,沅陵4种绿茶的茶多酚总量28.76%~30.34%,游离氨基酸总量2.35%~3.22%,咖啡碱含量3.00%~3.63%,水浸出物含量37.26%~40.07%,可溶性糖总量5.46%~5.65%,可溶性蛋白含量1.50%~1.74%,类黄酮化合物总量1.16%~1.79%,叶绿素总量1.36%~2.01%,儿茶素总量13.53%~16.20%。与对照相比,4种绿茶的茶多酚、可溶性糖和儿茶素总量均高于对照,除齐眉翠峰外其余3种茶样水浸出物和叶绿素总量均高于对照,除干发茶外其余3种茶样类黄酮化合物总量均高于对照。     

Analysis of nutritional components of eight famine foods of the Republic of Niger

In the western Sahel, indigenous plants become important staples when cereal harvests are inadequate to support populations inhabiting that region of Africa. The purpose of this study was to assess the nutrient content of several of these edible wild plants. The leaves of the following seven plant foods were analyzed: Ziziphus mauritiana, Cerathotheca sesamoides, Moringa oleifera, Leptadenia hastata, Hibiscus sabdarifa, Amaranthus viridi, and Adansonia digitata. The fatty acid, vitamin E, carotenoid, selected mineral and amino acid contents of these plant foods were determined. These same analyses were performed on the fruit of the Adansonia digitata. In quantitative and qualitative terms, Amaranthus viridis was found to be an excellent source of protein. Its amino acid composition compared favorably to that of a World Health Organization (WHO) protein standard. It also contained considerable amounts of the two fatty acids that are essential in humans (linoleic and -linolenic) and a number of minerals including iron, magnesium, calcium and zinc. The leaves of Hibiscus sabdarifa contained an appreciable quantity of protein the composition of which was comparable to the WHO standard. The mineral content of the leaves of this plant was also exceptionally high; noteworthy was its high zinc content. H. sabdarifa also contained significant quantities of the two essential fatty acids. Ziziphus mauritiana was an excellent source of the essential fatty acid linoleic acid and several of the metals including iron, calcium, magnesium and zinc. Its content of other essential nutrients, however, was rather low. In general, Adansonia digitata leaves were nutritionally superior to the fruit of the tree; however, the fruit did contain useful quantities of potassium, phosphorus, zinc and -linolenic acid. The Leptadenia hastata leaves were an especially good source of lutein and -carotene. These data should be useful to the people who inhabit the western Sahel in helping them devise healthy diets during times when cereal staples are in short supply.     

防治水稻潜叶蝇的药剂筛选

通过对防治水稻潜叶蝇不同药剂、不同用量的田间对比试验,结果表明,32 g/kg的35%丁硫克百威拌种预防潜叶蝇效果最好,药效可达55 d以上,适宜在生产上推广应用。     

狗牙根诱变后代抗寒性评价

通过电解质外渗法和匍匐茎恢复试验对‘阳江’狗牙根及其12个通过形态鉴定选出的坪用价值高且花序密度低的诱变后代进行抗寒性鉴定。电解质外渗法结果表明:诱变后代间的抗寒性具有较大差异,其叶片半致死温度(LT₅₀)的变异范围为-7.6～-0.2℃(最低值与最大值相差7.4℃);参试材料抗寒性由强到弱依次为M18>M4>M26>M28> M22>阳江>M29>M31>M10>M37>M16>M1>M25,其中,有5个诱变后代抗寒性优于亲本,分别是M18、M4、M26、M28、M22。匍匐茎恢复实验结果表明:诱变后代M1、M22、M26、M31、M25在0℃和-5℃低温胁迫后的恢复生长率都高于亲本,恢复能力均优于亲本;M10、M37、M28在-5℃低温胁迫下,恢复生长能力低于亲本,抗寒性相对较弱,M16和M4在0℃和-5℃低温胁迫下,恢复生长率都低于亲本,抗寒性明显弱于亲本。综合2种方法鉴定结果显示:诱变后代M1、M25的恢复能力较强;M4、M28的叶片抗寒性较好,青绿期较长;M22、M18、M26的叶片抗寒性和匍匐茎恢复能力均较强;M29,M31的叶片抗寒性和匍匐茎恢复能力与亲本相似;M10、M16、M37的叶片抗寒性和匍匐茎恢复能力均较弱,整体抗寒性较弱。     

Studies of protein of potatoes

Summary The protein quality of different potato varieties and the influence of fertilizer nitrogen have been examined by evaluation of the amino acid composition after hydrolysis. The study confirmed that potato protein quality is high, and five varicties used in starch production were outstanding. A significant decrease in potato quality — expressed as the essential amino acid index — normally was found with increasing nitrogen in the tuber. However, there was a pronounced difference in the quality of the individual varieties — in a few varieties protein quality even tended to increase wity increasing nitrogen content. The limiting amino acid in potatoes is either methionine or isoleucine.

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Zusammenfassung Kartoffeln werden als Speisekartoffel, zur industriellen Verarbeitung oder als Futter verwendet. Für jeden Verwendungszweck werden ebenso wie an die Qualit?t auch an die Qualit?t des Proteins unterschiedliche Ansprüche gestellt. In einigen F?llen sind diese Anforderungen auf ein paar Aminos?uren begrenzt. In der vorliegenden Arbeit wird der Einflu? der Sortenwahl und der H?he der Stickstoffdüngung auf den Proteingehalt und die Proteinqualit?t der Kartoffeln untersucht. Der Proteingehalt wurde im Kjeld?hlverfahren gemessen (N × 6,25) und die Proteinqualit?t durch den Index der essentiellen Aminos?uren ausgedrückt. Die Analyse der Aminos?uren erfolgte in einem Aminos?ureanalysator nach 24 Stunden Hydrolyse mit 6 n HCl unter Rückflu?. Tabelle 1 gibt eine übersicht über die verwendeten Sorten, ihren Stickstoffgehalt und den Index der essentiellen Aminos?uren. Fig. 1 zeigt den Index im Verh?ltnis zum Stickstoffgehalt. In den Tabellen 2 und 3 sind die einzelnen Aminos?uren einiger Kartoffelsorten aufgeführt. Tabelle 4 zeigt die Mittelwerte für alle Sorten. In Fig. 2 und 3 sind die Regressionslinien der Aminos?uren gegen % Stickstoff aufgetragen. Die Untersuchungen zeigten, da? das Kartoffelprotein eine hohe Qualit?t besitzt. Besonders das Protein der Sorten Tylva, Procura, N66-TQ-4, N66-TQ-15 und 64-PS-2 hat eine hervorragende Zusammensetzung der Aminos?uren. Die genannten Sorten werden in der St?rkeproduktion verwendet. Für einige Sorten stellt der Gehalt an Methionin bzw. Isoleucin den begrenzenden Faktor dar. Der Gehalt an Methionin war weder durch die Sorte noch durch die Düngung signifikant zu beeinflussen w?hrend sich im Gehalt an Isoleucin deutliche Unterschiede zwischen den Sorten und zwischen den Düngermengen zeigten. Mit steigendem Stickstoffgehalt in der Knolle nimmt gew?hnlich die Proteinqualit?t deutlich ab, es zeigten sich aber gro?e Unterschiede im Verh?ltnis der einzelnen Sorten. Bei den Sorten N66-TQ-4 und Ambra ergab sich z.B. mit steigendem Stickstoffgehalt eine h?here Proteinqualit?t. Ver?nderungen im Stickstoffgehalt erkl?ren nicht mehr als 35% der ?nderungen im Gehalt an Aminos?uren.

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Résumé Les pommes de terre sont utilisées pour la consommation directe, la transformation industrielle ou comme aliment du bétail. Pour chaque type d'utilisation, les différents besoins sont associés à la qualité, notamment à la qualité des protéines. L'objet de cette étude a été de mettre en évidence l'influence du choix de la variété et de la dose d'engrais azoté sur la teneur en protéines des tubercules ainsi que sur leur qualité. La teneur en protéines a été déterminée par la méthode de Kjeldahl (N×6,25) et leur qualité a été exprimée à l'aide d'un index des acides aminés essentiels. L'analyse de ces derniers a été faite par un autoanalyseur après 24 heures d'hydrolyse sous reflux, avec 6N, HCL. Les résultats, concernant la teneur en azote et l'index des acides aminés essentiels des variétés étudiées, sont donnés dans le tableau 1. L'index, en fonction de la teneur en azote, est également illustré par la figure 1. La composition en acides aminés de quelques unes des variétés analysées est donnée dans les tableaux 2 et 3. Le tableau 4 indique la valeur moyenne pour toutes les variétés regroupées. Les figures 2 et 3 montrent les droites de régression des acides aminés par rapport au % d'azote. Il a été confirmé par cette étude que les protéines de pomme de terre sont de bonne qualité. en particulier celles des variétés Tylva, Procura, N66-TQ-4, N66-TQ-15 et 64-PS-2 qui ont une excellente composition en acides aminés. Toutes ces variétés sont utilisées pour la production d'amidon. L'acide aminé limitant est la méthionine pour quelques variétés et l'isoleucine pour d'autres. La teneur en méthionine n'est influencée ni par la dose d'engrais, ni par la variété. L'isoleucine, cependant, montre des différences significantives entre 1 s variétés et entre les doses de fertilisant. Avec l'augmentation du taux d'azote dans les tubercules, une diminution de la qualité des protéines se produit généralement, mais il existe des différences importantes quant au comportement individuel des variétés. Par exemple, les variétés N66-TQ-4 et Ambra ont tendance à avoir une meilleure qualité de leurs protéines lorsque leur teneur en azote augmente. Les modifications de la teneur en azote n'entrent pas en compte pour plus de 35% dans les modifications du total des acides aminés.

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Report No 70 from Bioteknisk Institut, Kolding, Denmark.     

Comparison of two methods of PCNB application for control of Rhizoctonia infection of potatoes

A broadcast application of PCNB (Terraclor) resulted in a reasonably uniform distribution of the chemical in the soil with the concentration decreasing in a linear fashion with increasing depth in the soil profile. A banded application resuluted in a considerably higher chemical concentration at the 4–6 inch depth than at the 0–2 or the 2–4 inch depths. The problem of the lack of uniformity of chemical distribution could probably be solved by altering nozzle placement and size and allow use of the band method of application to minimize grower cost. More complete disking in the case of the broadcast treatment would probably result in a relatively uniform distribution of the chemical but at higher cost to the grower. PCNB application rates of 10, 15 and 25 lbs per acre broadcast and 71/2, 10 and 121/2 lbs per acre in a band significantly reduced the severity ofRhizoctonia infection of Russet Burbank potatoes but did not increase potato yields significantly.