基于多载荷无人机遥感的大豆地上鲜生物量反演

以多载荷无人机获取数据和地面实测的数据为基础,将大豆生殖生长期分段建模,采用植被指数和光谱参数相结合再加上农学参数株高,通过最小二乘法建立多元线性回规模型的方法,来估算大豆开花期和结荚期的鲜生物量,采用高光谱植被指数法估算大豆鼓粒期和成熟期的鲜生物量。结果表明:在大豆开花期和结荚期内,采用混合法构建生物量反演模型利用交叉验证法,验证结果的R~2和RMSE分别为0.714和0.393;在大豆鼓粒期和成熟期内,采用高光谱植被指数法构建生物量反演模型,利用交叉验证法,验证结果的R~2和RMSE分别为0.697和0.386;大豆开花结荚期构建的模型和鼓粒成熟期构建的模型都有比较高的精度和可靠性,利用这两种模型完成了高光谱影像鲜生物量的遥感空间制图,能反映当地当时大豆的真实长势情况。     

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。     

夏玉米长势卫星遥感动态监测指标研究

通过野外样点布设获取地面农学参数平均株高、群体密度、干物重和叶面积指数,经过频数统计分析,获得夏玉米一、二、三类苗苗情农学指标。结合MODIS遥感数据,进行农学参数和归一化植被指数(NDVI)的相关分析,结果显示,NDVI和平均株高、叶面积指数以及生物量都呈显著正相关,其中NDVI和叶面积指数关系最为显著(各生育期R2>0.623),因此可通过建立叶面积指数和NDVI的关系确定夏玉米长势遥感指标,为大面积遥感监测夏玉米长势提供科学依据。     

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。     

基于遥感信息和WOFOST模型参数同化的冬小麦单产估算方法研究

为探讨遥感信息和作物生长模型在作物估产方面的优势互补特性,选取河北省藁城市冬小麦作为研究对象,采集多个关键生育时期的生理生化、农田环境、气象等数据,并获取准同步的环境减灾小卫星HJ-CCD影像数据,采用植被指数反演冬小麦叶面积指数（LAI）,基于扩展傅里叶振幅灵敏度检验法(EFAST)对WOFOST作物模型的26个初始参数进行全局敏感性分析,筛选敏感性参数,调整WOFOST模型的核心参数,利用查找表优化算法构建基于WOFOST模型和遥感LAI数据同化的区域尺度冬小麦单产预测模型,并定量预测区域冬小麦单产水平。结果表明,增强型植被指数（EVI）是遥感反演LAI的最佳植被指数(开花期建模r=0.913,RMSE=0.410,灌浆期建模r=0.798,RMSE=0.470),预测能力最强(开花期r=0.858,RMSE=0.531,灌浆期r=0.861,RMSE=0.428);筛选出6个待优化参数,即TSUM1、SLATB1、SLATB2、SPAN、EFFTB3和TMPF4;产量预测精度r=0.914,RMSE=253.67 kg·hm_-2,找到了待优化参数的最佳取值,最终完成了单产模拟。     

应用CGMD-302光谱仪监测马铃薯病害

为了快速监测马铃薯病害程度,利用便携式光谱仪CGMD-302分别于2011和2012年开展马铃薯病害监测研究。结果表明,基于便携式光谱仪光谱反射率构建的植被指数可以有效地反演马铃薯植株病斑面积,其中810 nm光谱反射率、归一化植被指数(NDVI)以及比值植被指数(RVI)与病斑面积呈负相关,而720 nm光谱反射率与病斑面积呈正相关,预测精度R~2均达到0.95以上,均方根误差(RMSE)和平均相对误差(RE)均低于8.0%,模型检验结果良好。研究结果可以为马铃薯植株病害快速监测提供依据。     

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...     

基于无人机多光谱技术的甜菜冠层叶绿素含量反演

无人机多光谱常用的植被指数包括优化土壤调整植被指数(OSAVI)、归一化差异植被指数(NDVI)、绿色归一化植被指数(GNDVI)、叶片叶绿素指数(LCI)、归一化差异红边指数(NDRE)。为了研究植被指数与甜菜叶绿素含量的相关性,实时监测管理甜菜生长状况和产质量。基于5个不同施氮水平下(0、30、60、90、120 kg/hm²)甜菜多光谱遥感影像和田间实测冠层叶绿素含量数据,采用大疆精灵4多光谱无人机对甜菜叶丛快速生长期和块根糖分增长期进行监测,建立叶绿素含量的反演模型。结果表明：随着施氮水平的增加,叶绿素含量和产量都显著提高;施氮水平30 kg/hm²比0 kg/hm²处理的甜菜含糖率有一定增长趋势(增长0.13个百分点),然后随着施氮水平的增加含糖率显著下降;根据5个植被指数与大田实测叶绿素含量值的拟合效果,拟合值R²均在0.7以上,OSAVI为最佳植被指数模型,拟合效果最好,决定系数R²=0.764,均方根误差RMSE=0.396,标准均方根误差NRMSE=8.63%...     

冬小麦花期生理形态指标与卫星遥感光谱特征的相关性分析

为提高冬小麦花期长势遥感监测的精确性与普适性,在集丘陵地、河滩地及平原地为一体的冬小麦种植区域设计了田间试验,利用卫星影像信息结合地面GPS定点试验数据,在分析利用遥感技术监测冬小麦花期LAI和生物量两个主要群体长势指标可行的基础上,对卫星遥感光谱信息与冬小麦花期的主要生理生化指标(叶片叶绿素含量、叶片类胡萝卜素含量、叶片水分含量和叶片氮素含量)进行了综合分析.结果表明,NDVI(归一化植被指数)与LAI、叶片氮素含量和叶片水分含量的相关性较好,RVI(比值植被指数)与生物量和叶片类胡萝卜素含量的相关性较好,GVI(绿度植被指数)与叶片叶绿素含量的相关性较好,且均达到显著水平.说明NDVI、RVI及GVI是较为理想的可用于监测冬小麦花期生理形态指标的敏感遥感指数.进一步以这些敏感遥感指数作为因变量建立了冬小麦花期生理形态指标的遥感监测模型.利用本模型可以反演多个生理形态指标,便于对冬小麦花期的长势情况进行综合分析与判断.     

包衣大豆萌发期、苗期生理与形态指标研究

通过对种衣剂包衣的大豆种子萌发期、苗期生理指标、形态指标测定结果表明：包衣的大豆种子发芽率，呼吸强度、苗期可溶性糖含量、叶绿素含量、株高和根比、胚根长和粗等指标均高于对照。     

三亚珊瑚礁国家级自然保护区海域水质环境状况分析及评价

2015年10月,对海南三亚珊瑚礁国家级自然保护区进行水质调查,调查站点布设三亚西瑁洲西端3个站点,鹿回头南端4个站点,亚龙湾2个站点,共布设9个调查站点。分析了水温、pH、盐度、溶解氧、化学需氧量、活性磷酸盐、无机氮、油类、铜、铅、锌、镉、汞、砷共14项指标。采用单项水质指数法、有机体污染指数法以及水质富营养化指数法对三亚珊瑚礁国家级自然保护区附近海域水质进行分析和评价,结果显示：该海域水质评价指数均小于1,单因子指数较小;有机污染评价指数A＜1,污染物浓度较低;富营养化评价指数E＜1,该海域海水水质均符合第一类海水水质标准,水质处于良好状态。     

中国植物油籽产业内贸易的实证分析

本文从整体和分类两个层面分别计算了植物油籽1999-2008年的G-L产业内贸易指数、Brulhart边际产业内贸易指数、Thom&;McDowell边际产业内贸易指数，发现我国植物油籽的整体产业内贸易水平非常低，Brulhart边际产业内贸易指数显示我国植物油籽10年来贸易的增量主要来自于产业间贸易，Thom&;McDowell指数表明我国植物油籽产业内贸易主要由水平产业内贸易引发。文章认为应该加快科技兴农步伐，提升我国植物油籽的质量，实施产品差异化战略，促进植物油籽品种的多元化，并争取WTO的特别保障条款，减少进口大豆、油菜籽对我国大豆、油菜产业的冲击。     

棉花品种区试资料的非参数度量

应用秩次变量nij和nij′，非参数统计量Pi、Pi′、Si和Dj描述棉花品种区域试验资料的基本特征。Pi和Pi′是品种Vi的丰产性指数，分别表示产量低于和显著低于vi的品种的出现率；Si是品种的稳定性指数，表示vi在各种环境中的产量秩次的变异。Dj是环境或试验的鉴别力指数，表示环境Lj中品种间的显著性差数的出现率。本文以一个l0个品种l0个地点的棉花品种区试实例说明了上述非参数统计方法。该方法可供我国作物区试和农技推广工作者备择应用。     

黑龙江省东部地区马铃薯田昆虫种类调查及群落结构特征指数分析

目前黑龙江省东部地区有很大面积的马铃薯田,但对其害虫的控制缺少必要的生物手段。本试验研究了马铃薯田害虫、天敌昆虫的种类、群落特征及种群动态间的区别,为科学制订马铃薯不同生育期害虫的综合防治提供了重要依据。试验采用随机取点法、直接观察法及陷阱法调查昆虫种类,鉴别了黑龙江省东部地区马铃薯田所有活动的昆虫种类,用昆虫群落的多样性、均匀性及优势集中性对昆虫群落的特征指数进行了分析。明确了马铃薯田活动的昆虫共9个目、21科、27种。昆虫群落的多样性指数大致呈低-高-低-高的趋势,受气候影响较大。6月中旬、7月末及8月初的昆虫群落的多样性指数相对较低,依靠天敌自身控制害虫的能力不足,此时需要进行化学防治。     

Effects of the amount and type of fatty acids present in millets on their in vitro starch digestibility and expected glycemic index (eGI)

This study investigated whether the amounts and types of fatty acids present in millet plays a role in its known hypoglycemic properties. In a two part study, the first part involved complexing excess amount (2 mmol/g of starch) of palmitic, oleic and linoleic acids to cooked pearl, finger, proso and foxtail millet starches, subjecting the complexes to in vitro starch digestibility and calculating their expected glycemic index (eGI). The second part of the study consisted of complexing the millet starches with the fatty acids in the amounts present in their respective millet flours. Elaidic acid in equal amounts to oleic acid was also used to ascertain the effects of the cis or trans configuration of the fatty acid on millet starch digestibility. The complex index (CI) of the fatty acids with millet starch increased with increasing level of unsaturation. Significant (p < 0.05) reductions in the in vitro starch digestibility and eGI of the millet starch-fatty acid complexes were observed. Reductions in the starch hydrolysis of the samples were found to be significantly linked to the amounts of the fatty acids added. The presence of unsaturated fatty acids generally resulted in less starch being hydrolyzed. Oleic acid seemed to be a very effective fatty acid in reducing the amount of starch hydrolyzed. Trans oleic acid (elaidic acid) showed to be less efficacious compared to oleic acid in cis configuration. The amount and type of fatty acids interacting with starch plays a significant role in the hypoglycemic property of millet.     

叶面喷药对提高大豆幼苗抗酸雨胁迫的影响

以大豆为材料,研究在模拟酸雨条件下叶面喷施不同种类药剂对大豆幼苗生长及其某些生理指标的影响。结果表明∶除氯化钙外,云大-120、氯化锏、稀土、爱多收等均能提高大豆幼苗叶绿素和脯氨酸的含量、增加根系活力、促进根系的生长、降低丙二醛含量、增加干物质积累等,增强了大豆幼苗对酸雨逆境的抵抗能力,其中以云大-120为最好。此外,酸雨也会导致土壤酸化。     

我国玉米育种与生产中189份自交系氮利用效率评价

以子粒产量的氮敏感指数和耐低氮系数为评价指标并结合株高和吐丝期等二级性状,对我国玉米育种与生产上重要的189份玉米自交系进行氮利用效率评价。分析结果表明,低氮与正常供氮条件下,子粒产量均存在极显著的基因型与环境差异,基因型差异是氮利用效率差异的重要原因之一。将正常供氮条件与低氮胁迫下的产量进行分析并结合株高和吐丝期等二级性状,鉴定出郑58、郑28、中106、7595-2和昌7-2等20份玉米自交系较耐低氮且二级性状更符合当前玉米育种需要。     

Use of Selection Indices Based on Multivariate Analysis for Improving Grain Yield in Rice

In order to study selection indices for improving rice grain yield, a cross was made between an Iranian traditional rice (Oryza sativa L.) variety, Tarommahalli and an improved indica rice variety, Khazar in 2006. The traits of the parents (30 plants), F1 (30 plants) and F2 generations (492 individuals) were evaluated at the Rice Research institute of Iran (RRII) during 2007. Heritabilities of the number of panicles per plant, plant height, days to heading and panicle exsertion were greater than that of grain yield. The selection indices were developed using the results of multivariate analysis. To evaluate selection strategies to maximize grain yield, 14 selection indices were calculated based on two methods (optimum and base) and combinations of 12 traits with various economic weights. Results of selection indices showed that selection for grain weight, number of panicles per plant and panicle length by using their phenotypic and/or genotypic direct effects (path coefficient) as economic weights should serve as an effective selection criterion for using either the optimum or base index.     

Understanding physiological processes associated with yield-trait relationships in modern wheat varieties

New insights into changes in physiological processes associated with genetic gains in yield potential are essential for improved understanding of yield-limiting factors. Our field study was conducted at two sites with three N levels and 15 modern wheat (Triticum aestivum L.) varieties. The goal was to evaluate yield components, time courses of dry matter production, and N accumulation among different yield categories, and to determine physiological processes associated with yield-trait relationships. Close correlations were observed between yield and dry matter production after the stem elongation stage, particularly post-anthesis. Similar close correlations were observed between grain yield and N accumulation over the whole growing season, except for the re-greening stage. No positive correlation was found between yield and harvest index. Differences in dry matter production among different yield categories began at anthesis; differences in N accumulation emerged even earlier. We conclude that consistent increases in dry matter production (especially post-anthesis) and N accumulation are crucial for further improvements in wheat yield-trait relationships.