水稻极化散射特征分析及稻田分类方法研究

通过对江苏省洪泽试验区2004年获取的多时相、多极化雷达卫星(Envisat)数据分析,从图像上提取后向散射系数,建立了水稻生长模型,分析了不同极化方式的水稻后向散射特征。利用该试验区同年获取的气象卫星(NOAA)数据,提取水稻的归一化植被指数(NDVI),分析了其与水稻后向散射系数之间的相关性。最后,根据水稻的多极化后向散射特征和获取的多时相雷达数据,利用阈值法提取稻田信息,识别精度达90%以上。结果充分说明利用多时相、多极化雷达卫星数据对水稻长势监测及面积提取具有明显的优势和潜力。     

基于全极化SAR数据的玉米后向散射特征分析

以江苏省睢宁县为研究区域,选择2009年7月23日已覆盖该区域的Radarsat-2全极化影像数据,着重分析玉米全化方式后向散射特性,并将玉米生长参数与后向散射系数进行相关分析,建立统计模型,最后利用不同地物后向散射特征的差异,采用决策树分类算法提取玉米种植分布情况.结果显示,玉米叶面积指数和HH极化后向散射系数、HH/HV具有较好的相关性;经过验证,采用决策树分类算法提取玉米种植分布情况,制图总体精度达到84.1%.说明全极化雷达数据能提供更为丰富的地物后向散射信息,是农作物遥感监测的重要数据来源.     

合成孔径雷达在农作物长势监测中的应用

在农作物收获之前进行大范围作物生长状况评价,可以为早期估产提供依据,同时为田间管理提供即时信息。该研究结合合成孔径雷达(SAR)技术的发展,分别从基于SAR后向散射系数和极化特征2个方面,结合农作物长势参数反演,对SAR技术在农作物长势监测中的应用情况进行了研究,总结了目前采用SAR技术进行农作物长势监测中存在的问题,并对其未来研究方向进行了展望。     

黄土丘陵区3种典型人工阔叶纯林枯落物分解对土壤性质极化的影响

【目的】探讨黄土丘陵区3种典型人工阔叶纯林枯落物分解对土壤性质极化的影响,为防治森林土壤退化和连栽障碍提供科学依据。【方法】在位于黄土高原中部半湿润黄土丘陵区的陕西黄陵县,选择刺槐、辽东栎和小叶杨3种典型人工阔叶纯林为研究对象,采集林地腐殖质层土壤和枯落物（当年枯落叶及细根）,分别设“土壤+枯落叶”、“土壤+根系”、“土壤＋枯落叶+根系”和土壤不与任何枯落物混合（对照）4种处理方式,进行室内混合培养试验,共培养120 d,分析枯落物分解对土壤生物学和化学性质极化的影响。【结果】1）在刺槐林地,枯落叶分解主要引起土壤pH值、过氧化氢酶活性和微生物数量负向极化,根系分解主要引起pH值、速效磷含量负向极化;但就土壤总体性质而言,枯落叶和根系均引起了正向极化,且根系影响大于枯落叶,二者混合分解对土壤的影响总体表现为相互抑制。2）在辽东栎林地,枯落叶分解主要引起蔗糖酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性及速效磷、速效钾含量负向极化,根系分解主要引起过氧化氢酶活性和速效钾含量负向极化;但就土壤总体性质而言,枯落叶分解引起了负向极化,而根系分解引起了较弱的正向极化,且二者混合分解对土壤的影响总体表现为较弱抑制作用。3）在小叶杨林地,枯落叶分解主要引起蛋白酶、过氧化氢酶活性及速效磷含量负向极化,根系分解主要引起蛋白酶、过氧化氢酶活性及微生物数量和速效磷含量负向极化;就土壤总体性质而言,枯落叶和根系均引起了负向极化,且根系影响较明显,二者混合分解对土壤的影响总体表现为相互促进。【结论】从枯落物分解对土壤性质极化影响的总体结果来看,刺槐比较适宜在该地区一定时间内继续连栽,其次为辽东栎,而小叶杨不适宜。     

降雨影响下的水稻长势极化特征提取

  目的  直接利用合成孔径雷达(SAR)后向散射系数监测水稻Oryza sativa等南方作物长势的方法易受降雨影响,在时序曲线上易产生大幅波动。研究降低这一影响的方法,以期获得更准确反映水稻长势规律的结果。  方法  以广西省桂平市水稻栽植区为研究对象,采用2018年3?11月共23期Sentinel-1双极化SAR数据,以及同期降雨数据,分析水稻长势在降雨影响下的同向极化(VV)和交叉极化(VH)后向散射系数时序特征,在此基础上提出基于VV和VH后向散射系数组合的改进方法——归一化差分后向散射指数(NDBI),并结合光学卫星影像数据对结果加以验证。  结果  NDBI时序曲线的平均曲率为0.86,低于VV和VH时序曲线的平均曲率(分别为2.90和2.31),表明NDBI时序曲线的变化趋势更为平稳,受降雨不规则波动的影响更小。早、晚2季水稻的NDBI时序曲线具有相似的变化趋势,能够更准确地反映水稻幼苗期、分蘖拔节期、长穗期和结实期各阶段的极化特征,即幼苗期主要以二次反射为主,而从分蘖拔节时期开始到长穗期再到结实期直至收割,体反射和漫反射不断增强,二次散射逐渐减小。  结论  利用NDBI方法降低了降雨对极化特征时序曲线扰动的影响,获得更准确的水稻长势规律。图4表1参16     

离子极化与离子极化力的标度的探讨

本文以离子极化的概念为基础，分析了阴阳离子间极化作用的区别及其不均衡性，对离子极化力的标度还进行了探讨，现行教科书中用离子势来标度离子的极化力，考虑到离子的电子构型对离子极化的影响，笔者提出了用来标度离子的极化力，并对常见阳离子的极化力进行了计算。     

二维自治系统的散射性与散射控制

首先给出了非线性自治系统离散线性化的理论基础;然后给出了二维自治系统在平衡点处散射的一个等价刻画,利用此等价刻画证明了所有的鞍点都是散射点;最后利用线性反馈的方法对二维自治系统进行了散射控制,并通过计算机仿真验证了此控制方法的有效性.     

柑桔果园旱作节水技术研究与应用

主要探索生物覆盖、坡改梯、等高种植生物篱、土壤深耕等旱作节水农业技术在南丹县坡地柑桔果园的应用,为大面积推广应用提供理论基础和实践依据。     

旱作大田块风蚀物中有机质变化特征研究

土壤有机质的含量与土壤肥力水平是密切相关的,通常在其他条件相同或近似的情况下,在一定含量范围内,有机质的含量与土壤肥力呈正相关.因此,对留茬地和翻耕地决沿盛行风向风沙流结构进行试验观测,分析风蚀物的有机质变化特征,结果表明,这两类农田风蚀物有机质含量在垂直高度上的变化均遵循线性规律变化,随高度增加,风蚀物中有机质含量增...     

Radarsat-2四极化影像在河套灌区土壤含盐量反演中的应用

以位于河套平原的巴彦淖尔市杭锦后旗陕坝镇为试验区域,利用Radarsat-2四极化数据,配合DEM数据计算得到研究区域的后向散射系数(Sigma Nought)值。通过分析得出Sigma Nought值与土壤含盐量之间的反演关系,并以此为依据对整幅影像进行决策树分类,以确定其盐渍化程度及分布。通过58个点建立的反演模型的决定系数R2=0.753。研究发现此模型的遥感反演效果较好,具有一定的参考和应用价值。     

穴播栽培对冬小麦生理特性及干物质积累的影响

为进一步明确穴播栽培对冬小麦生理特性及产量的影响,以‘西农8727’小麦品种为材料,采用田间试验对比分析3种栽培方式(穴播、沟播、条播)下小麦生理特性及产量的差异。结果表明:穴播栽培条件下小麦叶片SPAD值及净光合速率(Pn)在其各生育时期均大于沟播和条播栽培;穴播栽培可促进小麦灌浆期灌浆速率、缩短灌浆历程,且灌浆速率在花后20d达到最大,最大灌浆速率穴播比条播和沟播分别高13.9%、42.6%;各生育时期平均单株地上、地下部分干质量穴播均大于沟播和条播。产量表现为穴播沟播条播,穴播和沟播分别比条播增产7.77%、4.55%,但各处理间产量差异不显著。可见,穴播栽培会对冬小麦的生理特性产生积极影响并增加产量,但在水热资源较好的关中地区对冬小麦最终产量影响不大。     

旱地不同基因型冬小麦光合特性与产量的研究

以晋麦47为对照,选用HM 385、西农6082、旱丰115、普冰476和西农418等不同基因型旱地冬小麦为材料,通过测定小麦旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2体积分数(Ci)、蒸腾速率(Tr)和SPAD值等植物生理指标,比较不同基因型小麦光合生理指标和产量及产量构成因素的差异,分析旱地条件下Pn与产量及产量构成因素的相关性。结果表明,HM 385在3个生育时期的旗叶平均Pn、Gs、Ci、Tr、SPAD值均最高,分别较对照高8.7%、21.8%、6.6%、6.7%和15.2%,其次是西农418,而西农6082、旱丰115和普冰476表现一般;各基因型小麦产量表现为:HM 385对照西农418西农6082普冰476旱丰115,5个基因型小麦产量均与对照有显著差异(P0.05);旱地冬小麦开花期Pn与小麦产量相关性(r=0.709)达极显著水平。可见,HM 385具有较高的光能利用率,可以作为旱地条件下优良品种的种质资源;在旱地冬小麦高产品种的选用中,小麦开花期旗叶的Pn可作为重要参考指标。     

种植方式和灌溉对冬小麦耗水特性的影响

[目的]研究不同灌溉和种植方式对冬小麦耗水特性及干物质积累与分配规律的影响.[方法]于2008～2010年通过田间试验,以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料,设等行距平作、宽窄行平作、沟播3种种植方式,每种种植方式下设不灌水(W0)、拔节水(W1)、拔节水+开花水(W2)、拔节水+开花水+灌浆水(W3)4种灌溉处理(每次灌水量为60 mm).[结果]随灌水量的增加,3种植方式下农田总耗水量均增加,灌水量占总耗水量的比例也增加,而土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例显著降低;与W0处理相比,各灌水处理显著提高了开花后干物质的积累量;随灌水量的增加,3种植方式下小麦籽粒产量均有所提高,而水分利用效率(WUE)降低.同一灌溉条件下,与其他两种种植方式相比,沟播方式的农田总耗水量多,土壤贮水量消耗比例大,籽粒产量较高并具有较高的WUE.[结论]该试验条件下,综合考虑小麦的籽粒产量和WUE,“沟播结合灌拔节水+开花水”是华北平原冬麦区较适宜的节水种植方式.     

长春农作物微波辐射特性的研究

对长春地区农作物及背景土壤的微波辐射特性进行了测量和研究,从１９９１年以来,使用长春地理所研制的多频段微波辐地测量窕测量窕作物的微波辐射特性,了窕作物辐射亮温与土壤温度,窕作物长势等各参数之间的对应关系。     

氮磷配施对冬小麦干物质积累、分配及产量的影响

为了探究氮磷配施对小麦干物质向籽粒分配的调控效应,以高产小麦品种‘鲁原502'为试验材料,比较不同氮磷处理干物质积累、分配、产量及构成因素等性状差异。结果表明,适量增加施氮量和施磷量可促进小麦起身期至成熟期干物质积累以及开花期、成熟期干物质向营养器官的分配,对越冬前干物质积累量无显著影响。增加施氮量可提高花前营养器官贮藏同化物转运量、花后同化物输入籽粒量以及对籽粒贡献率,同时降低花前营养器官总转运量对籽粒贡献率;增加施磷量则可提高花前营养器官贮藏同化物总转运量以及花后同化物输入籽粒量。增加施氮量和施磷量均可提高小麦穗数、穗粒数,进而增加产量。研究结果表明,240kg·hm~(-2) N、100kg·hm~(-2) P_2O_5(N_2P_2)处理可作为黄淮麦区干物质积累分配及获得高产的施肥参考。     

基肥和播种密度对冬小麦干物质积累及光合特性和产量的影响

为探究不同基肥和播种密度对冬小麦‘西农805’干物质积累及光合特性和产量的影响。采用双因素裂区试验设计,以基肥为主区,设施小麦缓释肥(P1)和常规氮磷钾肥配施(P2)2个处理,以播种密度为副区,设112.5 kg/hm~2(D1)、150 kg/hm~2(D2)、187.5 kg/hm~2(D3)、225 kg/hm~2(D4) 4个水平。结果表明:不同基肥对小麦旗叶干物质积累量、旗叶的SPAD值、净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率均未达显著影响,对小麦单位面积穗数、千粒质量有显著影响;播种密度对小麦净光合速率、胞间CO_2浓度、千粒质量、产量有极显著影响;在同一基肥条件下低播种密度处理的小麦单茎干物质积累量及旗叶SPAD值较高;基肥和播种密度的交互作用对小麦净光合速率、产量有极显著影响;在施用小麦缓释肥条件下150 kg/hm~2播种密度的光合特性及产量优于其他处理,在常规氮磷钾肥配施条件下187.5 kg/hm~2播种密度的光合特性及产量优于其他处理,小麦籽粒产量达到最大为5 722.02kg/hm~2。综合来看,冬小麦‘西农805’最佳基肥和播种密度为P2D3。     

断根对冬小麦光合特性及耐旱性的影响

[目的]采用叶绿素荧光分析技术探讨断根对冬小麦光合特性的影响,并对不同断根程度冬小麦的耐旱性进行比较。[方法]在对水分敏感的冬小麦花期开展试验。断根处理分小断根(A1)与大断根(A2)两种。小断根为单面刀在距小麦主茎一侧2 cm处垂直切下,深度为10 cm。大断根为单面刀在距小麦主茎两侧2 cm处垂直切下,深度为10 cm。于花期(2013年4月19日)给予各处理冬小麦一次性充分供水(土壤含水量占田间持水量的80%),此后不再供水任其水分胁迫自然加重并避免降水影响,测定供水后1、4、7、10、13 d各处理冬小麦旗叶叶绿素荧光参数。[结果]冬小麦叶绿素荧光对水分胁迫非常敏感,其参数的变化与水分胁迫的加剧密切相关。通过叶绿素荧光数据对比,在胁迫加剧的过程中断根处理小麦比对照小麦具有更强的耐旱能力,而双侧断根处理较单侧断根具有更强的耐旱力。[结论]该研究可为旱地节水农业的持续发展提供理论及实践依据。     

不同环境条件下小麦主要品质性状的聚类分析

研究了 8个冬小麦品种 (系 )在河南省 2 7个地点不同土壤上的主要品质性状表现及变异 ,其中面团形成时间、稳定时间及拉伸面积的环境变异达到 1 %极显著水平 ,因此 ,依据这 3项加工品质性状 ,对河南省不同地点及土壤类型进行了聚类分析。结果表明 ,河南省原阳稻茬、信阳水稻土以及唐河、内乡、商水等地区 (点 ) ,适合发展一定面积的弱筋小麦 ,而济源、武陟、安阳、灵宝等地则适宜发展强筋小麦 ,其他多数地区通过小麦合理选种及水肥调控 ,适合发展中强筋或强筋小麦。     

种植方式对冬小麦光合特性及理化性质的影响

[目的]通过盆栽实验,探讨不同种植方式下冬小麦在水分胁迫期间光合特性和理化性质的变化及它们之间的相关性,以期为旱地节水农业的持续发展提供理论及实践上的依据.[方法]在冬小麦花期水分胁迫自然加重条件下,选择5个时间点,每点按3次重复随机选取各处理小麦旗叶,测定其叶绿素荧光诱导动力学参数与叶片丙二醛和脯氨酸含量.[结果]水分胁迫下各处理冬小麦Fv/ Fm与Fv/F0值均降低,且两者呈显著正相关关系.单播时,耐旱性强的A品种Fv/ Fm、Fv/F0下降幅度与丙二醛、脯氨酸增加幅度均明显小于耐旱性弱的B品种;混播时,两品种间各指标变化幅度差异减小.同一品种不同种植方式相比较,单播时的A品种Fv/ Fm、Fv/F0下降幅度与丙二醛增加幅度小于混播状态,脯氨酸增加幅度大于混播状态;单播时的B品种Fv/Fm、Fv/F0下降幅度与丙二醛、脯氨酸增加幅度均大于混播状态.单播方式下叶片脯氨酸含量与Fv Fm之间的显著相关关系存在于耐旱性弱的B品种,而不存在于耐旱性强的A品种,混播方式下这种相关关系被打破.丙二醛含量与Fv/ Fm之间无论品种和种植方式的改变其相关均不显著.[结论]单一种植时耐旱性越强的品种对水分胁迫（干旱）的反应越不敏感,对干旱的防御机制也越健全,混合种植时耐旱性强的品种反而由于其个体水分竞争力较弱,使其受水分胁迫程度加剧,抑制了耐旱力的发挥.耐旱力较弱的品种则在这种竞争中由于其较强的水分竞争力而受益,减弱了水分胁迫对其生理的抑制,也使得品种间的耐旱性差别有所减小.另外,不能单独将脯氨酸含量作为植物抗旱性的评价指标.     

晚播对豫北冬小麦叶片生理及产量性状的影响

以冬小麦品种周麦18为材料,设置4个播期,同时对应不同播量,研究了晚播对豫北地区冬小麦叶片叶绿素含量、硝酸还原酶活性、植株干物质积累量及产量的影响.结果表明,晚播对叶片硝酸还原酶活性的影响主要表现在前期,对叶片叶绿素含量的影响主要表现在中期,至生长发育后期,播期对叶片生理性状的影响减小,各处理之间差异不显著.晚播加大播...