水稻、玉米、棉花的高光谱及其红边特征比较

 测定了水稻、玉米、棉花 3种作物共 6个品种的冠层和主茎叶片不同生育期高光谱反射率及其对应叶片中叶绿素、类胡萝卜素含量 ,分析了它们的高光谱及其红边特征和红边参数与叶面积指数、地上生物量、鲜叶重及叶片色素含量的相关性。结果表明 :(1) 3种作物冠层高光谱反射率大小与其生育期有关。冠层和叶片光谱反射率最大值比较结果是 ,冠层光谱 :棉花 >玉米 >水稻 ;叶片光谱 :水稻 >棉花 >玉米。 (2 ) 3种作物冠层光谱的红边都具有“双峰”现象。红边幅值Dλr 和红边面积Sr 均呈增大、减少的变化规律 ,但红边     

不同温度处理下水稻高光谱及红边特征分析

通过田间试验,测定了3个温度处理下2个品种的水稻冠层不同生育期高光谱反射率及水稻叶片叶绿素含量等生物物理参数,对水稻叶绿素浓度与温度进行了相关分析,并对不同生育期不同温度处理下水稻冠层光谱的变化规律及红边特征进行了对比.结果表明:叶绿素浓度随温度升高而下降,水稻均在孕穗期近红外肩区的反射率达到最大,其反射率随温度胁迫的加深而下降,但晚上增温情形除外.国稻6号(杂交稻)在不同生育期不同温度处理下的光谱曲线差异比武运粳7号(粳稻)明显.国稻6号在抽穗期红边面积和红边幅值达最大值,在孕穗期红边位置达最大值;除晚上增温情形外,武运粳7号在孕穗期3个红边参数达最大值,受高温胁迫后,红边位置向短波方向移动.     

氮素胁迫下寒地玉米高光谱特征研究

利用高光谱近地遥感技术,采集不同氮素水平下的不同生育期的寒地玉米冠层高光谱图像,采用ENVI软件提取玉米冠层的光谱反射率。结果表明,不同氮素水平下寒地玉米冠层反射率存在较大差异,玉米“红边”具有双峰现象,红边位置呈“红移”现象;根据玉米冠层高光谱反射率以及红边位置峰值可定性区分严重缺氮、正常施氮和过量施氮。     

花生红边特征及其叶面积指数的高光谱估算模型

选用大花生品种丰花1号作为试验材料,设置5个氮素水平的小区试验。在不同发育期同步测定花生冠层的光谱反射率及其叶面积指数,利用花生冠层的光谱反射率数据提取红边参数,分析其变化规律及花生叶面积指数与红边参数的相关性。估算结果表明：花生冠层红边一阶微分光谱呈“双峰”现象,红边位置位于707～724 nm之间,在花生生长旺盛期间出现“红边平台”,结荚期以后有明显的“蓝移”现象;叶面积指数与冠层光谱红边参数之间在结荚期-饱果初期显著相关,但开花期相关性不显著,利用结荚期-饱果期的红边参数可以估算花生的叶面积指数,最后建立了结荚期-饱果期和整个生育期的花生叶面积指数的估算模型。     

基于高光谱红边参数的棉花冠层覆盖度提取研究

利用ASD FieldSpec FR野外光谱仪,获取了棉花（2个品种4种种植方式）各生育时期的反射光谱数据,同时,用数码相机测试了棉花冠层覆盖度;研究了棉花冠层光谱红边参数随作物生育期的变化规律,并进行了棉花光谱数据和冠层覆盖度的相关回归分析。结果表明：归一化植被指数（NDVI）与冠层覆盖度的线性相关达到1%极显著水平（r=0.6303＊＊,n=62）,可以利用NDVI反演棉花冠层覆盖度;用红边斜率建立的二次函数模型的相关系数最高（r=0.6983＊＊,n=62）,总均方根差RMSE为0.0476g/m^2能较好地提取棉花冠层覆盖度,说明可为生产上利用遥感手段大面积、无破坏、及时评价棉花生长状况提供重要依据。     

利用遥感红边参数估算夏玉米农学参数的可行性分析

分析夏玉米农学参数、红边参数以及两者之间的相关性,结果表明:可利用红边位置(REP)来反演叶片绿度值(SPAD),利用归一化的吸收深度(ND672)、吸收特征面积(Area672)和红边宽度(Lwidth)来分别反演叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b以及叶绿素a/b含量;利用一阶微分光谱最大值(FD_Max)和Area672来反演类胡萝卜素含量和类胡萝卜素含量/叶绿素a含量.从而,构建了以红边参数为自变量的农学参数的反演模型,为生产上利用遥感技术大区域,无破坏、实时快速地监测夏玉米的生长状况以及进行营养诊断提供了重要的技术依据.     

毛竹林光谱特征及其与典型植被光谱差异分析

以毛竹光谱特征为研究对象,通过对光谱曲线和一阶导数曲线进行分析,探明了不同季节毛竹林的光谱特征及其与典型树种的光谱差异,为毛竹林的遥感监测提供了理论依据。研究结果表明:1)毛竹光谱曲线在可见光波段出现1个反射峰和1个吸收谷,这2个峰的对应波长分别为556和680 nm, 近红外波段的反射率明显增大。2)大年毛竹林春季和夏季的一阶导数曲线的红边波段呈“双峰”,秋季和冬季呈“单峰”,夏季的红边位于700 nm,其他季节红边位于718 nm;小年毛竹林秋季的一阶导数曲线的红边波段呈“双峰”,冬季呈“单峰”,红边均位于718 nm;不同季节毛竹林红边振幅大小依次为:春季夏季冬季秋季。3)毛竹林与其他典型植被在500～600、660～680、700～900 nm 等波段的反射率差异明显,可作为遥感监测的最佳波段,并且“绿峰”、“红谷”、红边位置、红边振幅以及红边波段的“峰型”等特征可作为毛竹林遥感识别的主要参数,监测最佳季节是春季,其次为秋季。      

基于高光谱红边位置提取的水稻叶绿素反演研究

针对东北粳稻叶绿素含量无人机高光谱反演中红边位置特征不明确的问题,基于2019～2020年沈阳农业大学水稻试验基地采集的高光谱数据和地面水稻样本叶绿素数据,开展水稻叶绿素含量红边光谱响应特性分析及反演建模研究.首先,利用线性外推(LE)、线性四点插值(LI)、最大一阶导数(MFD)、多项式拟合(PF)、拉格朗日插值(L...     

红边参数LRPSA评价水稻氮素营养的可行性研究

本文提出上下叶位叶片红边一阶微分光谱反射峰变化趋势的描述参数LRPSA(leaf red edge peak slope angle)。利用小区试验测量的数据分析LRPSA与叶片光谱、叶绿素含量、SPAD值、叶片光谱红边斜率以及叶片含氮量之间的相关性，在此基础上分别建立估算氮素含量的回归模型。为了验证LRPSA估算叶片氮素含量效果，利用未知区域测量数据进行模型估算R^2和拟和R^2比较研究。研究结果表明LRPSA估算氮素含量的效果上位叶好于下位叶，并且在孕穗期、抽穗期、灌浆期内试验测得的数据估算氮素含量效果好于整个生育期的估算效果。另外如果以正常施肥田块水稻作为参照区，测量参照区参数LRPSA，再与未知区域进行对比分析，可以定性评价田间水稻施用氮肥的丰缺状况。     

不同品种、肥水条件下冬小麦光谱红边参数研究

 通过对冬小麦不同生育时期红边参数变化规律的研究表明 ,小麦进入起身期后 ,伴随着植株旺盛生长和群体的不断扩大 ,红边的位置呈逐渐偏向长波方向的“红移” ,到抽穗期群体稳定后红移也停止。从灌浆期开始 ,随着个体衰老和群体减弱 ,红边位置又呈偏向短波的“蓝移”现象。叶片全氮含量 (LTN)与红边振幅 (dλred)及近红外平台振幅 (dλNIRP)间在全生育期均呈现正相关趋势 ,且相关程度随生育进展而不断增强 ;叶绿素a +b总量 (TChl)与红边振幅间 ,在起身期至拔节期为负相关 ,在抽穗期至乳熟期为正相关。TChl与近红外平台振幅间呈现正相关趋势 ,且相关程度随生育进展而不断增强 ;叶面积指数 (LAI)与红边振幅及近红外平台振幅间在全生育期均呈现正相关趋势。据此 ,红边振幅和近红外平台振幅 2个指标可能用来监测小麦生育状况并指导肥水调控 ,其中用近红外平台振幅推算叶片全氮含量 ,用红边振幅推算叶绿素总量 ,红边振幅或近红外平台振幅推算叶面积指数分别在部分生育时期有较高的可靠性。     

不同氮素营养水平的水稻冠层光谱红边参数及其应用研究

通过对不同氮素营养水平水稻冠层光谱特性的田间试验研究，发现红边位移现象：在孕穗期之前，红边随施氮量增加向长波方向“红移”；孕穗期后“红移”现象基本消失，而发生“蓝移”。红边参数(红边、红边振幅、红边振幅与最小振幅的比值、红边峰值面积)与上层叶片的叶绿素含量、LAI、累积施氮量有着密切的关系，而与叶片中的叶绿素b、类胡萝卜素、蛋白氮和非蛋白氮之间的相关性不明显。一些红边参数可作为水稻叶绿素含量、LAI测定的简便方法。     

Estimation of the vertically integrated leaf nitrogen content in maize using canopy hyperspectral red edge parameters

Precision Agriculture - Real-time monitoring of leaf nitrogen (N) content by remote sensing can accurately diagnose crop nutrient status and facilitate precision N management. However, the methods...     

普×爆F1代膨爆特性及其与穗粒性状的关系研究

对21个普×爆组合F1代的膨爆特性及各穗粒性状与膨化倍数的相关分析结果表明,不同组合间各性状均存在极显著差异,农艺性状较对照均有显著提高,但膨爆特性均较差,且变幅较大.利用普通玉米种质改良爆裂玉米时,应注意组配适宜的普×爆组合;各穗粒性状与膨化倍数的相关均不显著,在选择普×爆组合时,应同时考虑各穗粒性状对膨化倍数的负向作用.     

基于改进红边面积的夏玉米叶片氮素含量导数光谱监测

【目的】从夏玉米叶片一阶导数光谱中提取监测叶片氮素含量变化的敏感红边面积,为夏玉米氮素营养遥感监测提供依据。【方法】使用高光谱仪ASD Field Spec Pro,于喇叭口期(08-05)、抽雄期(08-22)、吐丝期(09-05)和乳熟期(09-13)采集不同氮素处理水平下(0,120,240 kg/hm2)的夏玉米叶片光谱,并在红边波长范围(680~760nm)求取一阶导数(一阶导数光谱),然后采用基于小波变换的阈值去噪方法对一阶导数光谱进行去噪处理;考察夏玉米4个生育时期内一阶导数光谱对不同氮素处理水平的响应特征,以及当波长范围从红边核心区域720~740 nm逐步扩展到700~760 nm时,对应包围面积与叶片氮素含量相关系数的变化情况,在此基础上分析红边面积常规计算方法的不足,并提出针对性的改进措施;在4个生育时期内,对改进红边面积MSred和通过常规计算所得红边面积Sred与叶片氮素含量的相关性进行分析,并评价MSred的效果。【结果】(1)对于不同的氮素处理水平,位于红边核心区域720~740 nm的一阶导数光谱值相对于红边边缘区域具有更显著的响应特征。(2)在4个生育时期内,当波长范围处于红边核心区域时对应红边面积值较小,但其与叶片氮素含量的相关性较高;当波长范围以720~740 nm为中心、2 nm为步长扩展至700~760 nm时,对应包围面积值总体上呈线性增长趋势,而其与叶片氮素含量的相关性则逐渐降低。(3)在喇叭期、抽雄期、吐丝期、乳熟期,MSred与夏玉米叶片氮素含量的相关系数分别为0.876 8,0.827 5,0.844 2和0.883 8,比同生育时期Sred与叶片氮素含量的相关系数分别提高了7.50%,5.00%,9.75%和5.54%。【结论】改进红边面积MSred可以更准确地指示叶片氮素含量的变化,为采用高光谱技术快速诊断夏玉米氮素营养亏缺状况提供了新途径。     

作物红边位置算法评述

近年来,利用红边参数反演作物参数是定量遥感研究的一个热点,红边参数中红边位置与作物参数（如叶绿素、全氮含量等）强相关,为监测作物胁迫提供了一个非常敏感的指标。本文介绍几种红边位置算法,并对这些算法及其应用进行了比较,认为当传感器具有良好的光谱分辨率时,最大一阶导数法由于减少了产生变异的来源,提取红边位置的精度较高;线性四点插值法和拉格朗日法提取红边位置时精度较倒高斯拟合法和多项式拟合法高。     

玉米光合性能与耐密性关系的研究

在大田条件下 ,通过密度试验 ,在群体和个体水平上 ,从 5个方面分析了玉米光合性能与品种耐密性的关系 ,结果表明 :(1)玉米光合性能对密度增加的反应较敏感 ,光合面积、光合效率及光合产物的分配对密度增加的反应尤其显著 ;(2 )光合面积中主要体现在叶面积的大小和分布上 ,耐密性强的品种 ,单株和群体叶面积对密度增加反应不敏感 ,群体上部叶面积的比例相对小 ;(3)叶片光合效率对密度增加的反应较敏感 ,叶绿素含量、光合速率和羧化效率的降低是主要原因 ,它们与单株产量呈显著的正相关 ,叶绿素、光合速率和羧化效率之间也呈显著的正相关 ,量子效率的降低是次要的 ;(4)群体产量与群体的叶面积和叶面积持续期呈正相关 ,但与个体性状呈负相关 ,个体性状的削弱程度越小 ,与群体的相关性越小 ,品种的耐密性越强。     

高直链玉米淀粉的特性及其醋酸酯化改性的研究

利用现代观察和测试手段对高直链玉米淀粉聚集态形貌、结构进行分析.结果表明,高直链玉米淀粉颗粒多呈不规则形状,表面不光滑、有小突起,且分布很多直径20～200 nm的微孔,X衍射图谱显示其结晶类型属于B型,结晶度为18%,大大低于普通玉米淀粉.利用化学改性法对高直链玉米淀粉进行醋酸酯化改性,最佳反应条件为,淀粉葡萄糖基与酸的质量比1∶5.3、催化剂甲磺酸用量为体系的1.5%、反应温度75℃、反应时间3 h,在此条件下可制备取代度为2.84的醋酸酯淀粉,比普通玉米淀粉高0.78.同时用傅立叶红外光谱对产物进行了表征验证.该研究为进一步利用改性淀粉生产生物功能材料奠定基础.     

三唑醇处理玉米种子对其幼苗生理及生长的影响

以不同浓度的三唑醇处理玉米种子,通过对玉米幼苗的生理指标和生长的测定,研究不同浓度的三唑醇浸种对玉米幼苗生理特性和生长的影响.结果表明:在一定的浓度范围内,三唑醇处理后玉米种子幼苗根的过氧化物酶活性、根系活力、叶片叶绿素含量均有不同程度的提高,幼苗生长无不良影响,且生长健壮.其中以0.075%、0.100%浓度的三唑醇浸种效果最佳.     

红壤磷吸附解吸特性及环境效应研究

对两种不同耕作年限红壤的磷吸附解吸特性及环境效应进行了研究,结果表明:两种不同耕作年限的红壤对磷的吸附量均随磷液浓度的增加而增加,且新开垦地土壤对磷的吸附速度高于多年耕作地土壤;土壤磷的解吸受土壤吸附磷量的制约,在土壤磷液浓度相等的条件下,土壤磷的吸附量越大则磷解吸量相应增加,而土壤磷最大吸附量越高,则磷的解吸量反而越少.Langmuir方程可以很好地拟合磷吸附过程.多年耕作地土壤磷吸附饱和度比环境敏感临界指标(25%)小1.5个百分点,表明经长期耕作的农田土壤磷已经接近流失的临界值,施磷肥要量出而入;而新开垦的耕地磷吸附饱和度仅为9.6%,为了达到高产目的仍需要多施磷肥.