冬小麦不同株型品种光谱响应及株型识别方法研究

以直立和平展2种株型的冬小麦品种为材料，研究了它们的光谱响应以及田间植被覆盖度的差异，探讨了利用冠层光谱反射率、光谱特征参量NDVI及植被覆盖度识别小麦株型的方法。结果表明，（1）小麦不同株型品种在近红外波段（700～1300 nm）光谱反射率有明显差异，生育前期平展型品种高于直立型品种，并以拔节期的差异为最显著，随着生育进程差异逐渐变小。拔节期是进行株型识别的最佳时期，并且此期冠层的敏感波段680 nm和760～900 nm的反射率在2种株型品种之间差异明显。（2）小麦冠层叶面积指数（LAI）与归一化差异植被指数NDVI(680,890)呈正相关，并且不同生育阶段其相关程度有差异，这是利用NDVI和植被覆盖度(COV)识别不同株型的基础。（3）相同COV条件下，直立型品种的NDVI高于平展型品种的NDVI，并且随着COV的增加，差异逐渐变小，二者的变化关系体现了直立型品种株型紧凑和平展型品种株型披散的特点，利用NDVI和COV的关系可以对株型进行识别，以小麦拔节期为最佳识别阶段，此期2种株型品种的NDVI具有显著差异（P＜0.05）。     

冬小麦叶片氮素时空分布特征及其与籽粒品质的关系

从时间变化、水平和垂直空间分布的角度对冬小麦氮素营养指标进行了分析。结果表明，株型紧凑的普通籽粒蛋白品种“京冬8（JD8）”叶片全氮含量于返青后16 d达最大值，而株型松散的籽粒高蛋白型品种“中优9507（9507）”于返青后8 d达最大值。后期9507叶片全氮含量下降明显，JD8则不同。两品种叶片叶绿素（Chl）含量随时间消     

不同水肥处理下冬小麦冠层含水率与温度关系的研究

研究了不同水肥处理下冬小麦冠层含水率与冠层温度的关系。结果表明,随灌水量增加,冬小麦冠层含水率呈逐渐增加的趋势,灌水量达一定程度后,冠层含水率反而下降,冠层温度表现出与冠层含水率相反的趋势;冠层含水率与冠层温度呈显著负相关。两品种施氮处理冠层含水率均明显高于不施氮处理。“京冬8号”各施氮处理冠层含水率随施氮量增加呈逐渐降低的趋势,冠层温度则随施氮量增加而上升;其冠层含水率与冠层温度存在显著负相关关系。“中优9507”各施氮处理不具“京冬8号”的规律性,但其冠层含水率与冠层温度也呈负相关。用冠层温度反映冠层含水率具有较高的可靠性。     

北京地区基本农田土壤环境质量分析与评价

对北京地区基本农田的土壤环境质量和污染状况进行了系统的调研，并对采样区农田土壤的环境质量按照国家标准进行了单因子评价和综合评价。结果表明，重金属的污染程度依次为Cd > Cu > As > Pb > Cr > Hg，Cd，Cu，As高于北京市土壤重金属背景值，Pb、Cr接近或略低于背景值，相比较而言，Cd污染为北京市基本农田中的主要污染元素。土壤中的农药残留的主要成分为滴滴涕。只有1处农田的Cd含量超过了国家二级标准限量，其余指标均低于二级标准。整体而言，北京地区的基本农田土壤环境质量属于清洁和安全范围，符合发展都市型现代农业的要求。     

运用光谱技术改进Beer-Lambert定律的定量化及其应用研究

 运用简便、快捷的无损测试提供的归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）方法，对Beer-Lambert定律进行定量化改进，构建了以NDVI为自变量的LAI预测模型，并采用不同年份、不同株型的玉米数据对其改进结果进行检验。结果表明，当生长55 d时，叶向值（LOV）显著不同的3种株型的NDVI、LAI和消光系数K的差异均最大；披散型（LOV≤30°）NDVI饱和点的出现较中间型和紧凑型为早；利用NDVI改进Beer-Lambert定律的定量预测模型能够敏感反映植株冠层结构参数的动态变化，且最适用于紧凑型品种。随着玉米育种目标更偏向培育偏紧凑型品种，其改进结果在育种栽培实际中更有利用价值。     

都市型现代农业建设对区域生态服务价值变化的影响分析

针对都市型现代农业建设的各个阶段,以多时相TM影像为数据源,以地块为基本单元提取土地利用/覆盖变化信息,选取植被覆盖度作为生态系统质量状况的表征系数,建立基于质量状态分析的生态服务价值定量评估模型,通过生态价值变化分析来表达土地利用变化所造成的生态环境质量改善程度。结果表明:通过都市型现代农业建设,对各个地块的土地利用方式进行合理规划和有效建设,土地利用类型趋于多样化,生态服务功能增强,建设后期的生态服务价值相对于建设之前明显提高,林地、草地和水域面积的增加是该区生态服务功能增强的最主要原因。作为都市现代农业建设示范区,要严格控制耕地面积的减少,合理转化未利用土地,这样才能实现生态环境改善和农业生产双丰收。     

不同粒重型小麦的源性状研究

以不同粒(重)型冬小麦品种为材料,对若干源性状与粒重关系的研究结果表明:不问基因型间单穗叶面积、叶干重、鞘茎干重、颖芒干重及穗轴干重差异显著,其差异与千粒重顺序一致,与穗粒重不尽一致。不同基因型间单粒重差异在籽粒发育前、中期即已明显,而穗粒重差异直到后期才表现出来,单粒重与穗粒数之间存在着较强的调节(或补偿)作用,并受到基因型的支配。不同粒重型间经济系数的高低,与单粒重大小相反,而与鞘茎干重下降率高低顺序相同。     

冬小麦条锈病生理变化及其遥感机理

对不同处理条件下的冬小麦条锈病进行 (病情指数 ) (DI)调查 ,并进行同步的光谱测定及田间取样 ,在室内测试了对病情指数有重要影响的几个参数因子 ,叶绿素含量及上叶含水量 ,并且将其与光谱反射率进行统计分析。研究结果表明 ,这些参数因子与反射率数据在 5 5 0～ 70 0和 70 0～ 1160nm范围内与DI有着相似的高相关性 ,说明条锈病害的DI变化可以通过叶绿素含量、上叶含水量参数直接的变化在光谱上得到响应 ,从而证明遥感监测DI是可行的 ,同时解释了遥感监测机理。选出与叶绿素含量、上叶含水量相关性最强的波段与DI作多元回归 ,建立的模型能很好地反演冬小麦条锈病的病情指数 ,正确率达到 75 %以上     

田间小麦叶面积空间分布数学模型的建立与应用

 对不同类型冬小麦品种叶形空间分布参数进行了定量描述,建立了叶片形状、叶面积指数随生长期的变化、叶面积随高度的分布及叶倾角分布(LAD)等叶形空间分布的模型及计算系统,提出了叶片形状因子和长势模型,单叶空间最高点、高度层间隔内累积水平投影叶面积及各组分的空间取向与叶倾角分布解析模型系统及其主要设计算法。上述模型为具有普适意义的冬小麦冠层结构机理模型,其计算系统可以精确计算任意高度层次的投影叶面积分布特性,是评价作物株形结构优劣、判断群体结构合理与否的有力工具,对解析和利用多角度遥感数据监测作物长势等也有重要参     

基于红边参数的夏玉米长势监测及其营养诊断研究

分析了夏玉米各组分含量、红边参数以及两者间的相关性。结果表明,可利用FD-Max反演叶面积指数,利用Depth672反演茎秆全N含量,利用Lwidth反演叶片全N含量、叶片和茎秆的含水量以及可溶性糖含量。构建了以红边参数为自变量的各组分的反演模型,对反演模型预测性分析表明,利用上述红边参数预测农学组分是可行的。