He-Ne、Nd:YAG 激光对水稻种子萌发的生物效应

此实验主要研究激光辐照水稻种子后对其发芽的影响,利用不同剂量（4.8 J/cm2~36 J/cm2）的He-Ne、Nd:YAG激光辐照3种水稻种子的生物学效应,测定了M1代的发芽率、发芽势。结果表明发芽率和发芽势随辐照剂量的增加呈现先升后降的变化。此实验中He-Ne激光对3种种子的最适剂量分别为12 J/cm2、14.4 J/cm2、21.6 J/cm2。Nd:YAG激光的最适剂量分别为14.4 J/cm2,21.6 J/cm2。实验证明,适合的辐照剂量可有效提高水稻种子的发芽率和发芽势,不同品种的种子对激光的敏感性不相同。因此,激光辐照种子可引起有益的生物学效应。这能为激光辐射育种提供理论及实验依据。     

利用高光谱数据估测水稻米粉中粗蛋白粗淀粉和直链淀粉含量

 【目的】粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量是水稻品质的3个重要指标。研究米粉中粗蛋白、粗淀粉和直链淀粉含量的光谱快速检测方法为水稻品质遥感监测提供依据。【方法】通过田间小区试验,获得了5个品种、3个供氮水平处理的米粉样品,提取样品的粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉,测定样品的粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量,同时测定相应的高光谱数据及粗蛋白质与粗淀粉混合样品的高光谱数据,分析它们的高光谱特征及其与样品粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量之间的相关性,建立相关估测模型。【结果】粗蛋白质和粗淀粉、直链淀粉的光谱有明显的差异,米粉粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量与其某些高光谱参量之间存在极显著相关,其中决定系数R2约0.7,相关估测模型的检验精度在80%以上。【结论】高光谱法可以用来估测米粉的粗蛋白、粗淀粉和直链淀粉含量。     

SO2毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与

为了通过吸收光谱快速测量SO₂胁迫下水稻叶片超氧化物歧化酶活性,采用小区试验研究了SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与吸收光谱变量的相关性。结果表明：在整个生育期,相关曲线存在2个的波峰点,位于520~550 nm和720~750 nm 2个波段之间。计算720~ 750 nm和520~550 nm波段光谱吸收率的平均值A₁和A₂,通过A₁和A₂构建比值光谱变量(A₁/A₂)、相加光谱变量(A₁+A₂)及对数相加变量(lgA₁+lgA₂),利用光谱变量反演水稻叶片超氧化物歧化酶活性。研究发现：在水稻整个生育期,对数相加光谱变量与超氧化物歧化酶活性的相关性显著提高。选取对数相加变量构建水稻叶片超氧化物歧化酶活性的模型。为进一步提高吸收光谱快速测量SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性提出了探索性研究。

     

新型植被指数及其在水稻叶面积指数估算上的应用

叶面积指数LAI不仅是陆表植被系统的一个重要属性,而且是全球水平衡、碳循环等模型中的重要输入参数。首先通过使用水稻小区试验冠层光谱数据模拟Landsat 5卫星蓝、绿、红光波段;其次分析了各个波段对LAI的敏感性;然后分析了由这个3个波段的所有组合分别代替常规NDVI中的红光波段构成的VNDVI对LAI变化的反应和对LAI的估算能力;最后使用不同条件下的水稻数据进行验证。结果表明,在不同的LAI范围,红绿蓝光3个波段对LAI有不同的敏感性。当LAI<3时,红蓝光波段敏感性较高。虽然这时绿光波段的敏感性不如红蓝光波段,然而绿光波段在更大的范围对LAI都有相当的敏感性。当采用红绿蓝光波段的各种组合构成植被指数时,如果要使这些植被指数不出现饱和现象,并使对LAI的敏感性有意义,其前提是要求这个波段或是波段组合的值要大于0.024,即VNDI(visible NDVI)公式中的VIS>0024,否则将可能产生饱和现象,而使LAI估算准确度降低。综合比较所有由红绿蓝光波段各种组合构成的植被指数对LAI的估算能力,认为GNDVI和GBNDVI与LAI有比较好的关系。使用其他条件下的水稻数据对各种NDVI的LAI估算能力进行了验证,仍然得到了同样的结论。可见,GNDVI和GBNDVI在估算LAI时确实比传统NDVI具有更好的效果。     

对水稻微分光谱和植被指数的探讨

通过不同供氮水平的田间试验，分析了微分光谱对消除水稻冠层光谱的背景影响和植被指数在农学参数测定中的作用。结果表明：由微分光谱所得的红边位置、红边斜率与盖度、叶面积指数及供氮水平之间有一定的相关性；水稻多光谱植被指数RVI、NDVI与叶面积指数LAI及其地上部生物量之间有极显著相关性；高光谱植被指数及其变量与植被盖度、供氮水平之间存在相关性。这些表明，用微分光谱技术与植被指数方法监测水稻的田间供氮水平和长势似乎是可行的。     

利用光谱法测定水稻生物物理参数及其与光谱变量的相关性研究

选用水稻品种秀水63和武进9728，利用光谱仪通过大田试验和室内测量测定不同氮素水平及不同时期水稻叶片的光谱反射率，利用GIS法测定叶面积指数(LAI)，并测量相应植株的叶形状参数(LSP)、叶片重量、茎重、地上鲜生物量、地上干生物量、叶片含水率及茎含水率等生物物理参数，在此基础上分析了水稻生物物理参数与光谱变量之间的相关性。结果表明，LAI与比值植被指数(RVI)和归一化植被指数的相关系数(NDVI)在0．85以上，达到极显著水平，而地上生物量与比值植被指数和归一化植被指数的相关系数在0．65以上，也达到显著性水平。     

水稻叶片氮素营养光谱诊断模型研究（摘要）

[目的]建立水稻叶片氮素营养光谱诊断模型。[方法]通过对不同水稻品种（湘优109和汕优98）、不同生长期、不同氮素水平的水稻叶片进行透射、吸收光谱及氮含量的测量,分析了叶片光谱与其含氮量之间的相关性,建立了水稻叶片含氮量的光谱指数预测模型。[结果]该模型检测精度在80%以上,可用于水稻氮素营养的诊断。[结论]为水稻氮素营养状况监测提供了理论依据。     

高光谱与叶绿素计快速测定大麦氮素营养状况研究

为了寻找一种简便、快速、非接触性的方法测定作物氮素营养状况，通过田间试验，利用光谱仪和叶绿素计测量了不同氮素水平及不同时期大麦（秀麦3号、浙农大3号）的冠层光谱及叶片SPAD值，在此基础上分析了大麦冠层光谱特性及一阶导数光谱、红边、叶片SPAD值与氮素水平之间的相关性。结果表明，大麦冠层光谱及其一阶导数光谱和红边与氮素水平存在显著相关，不同供氮水平下叶片的SPAD值具有显著性差异，叶片SPAD值与氮素水平之间的相关系数在孕穗期均达到0.75以上，相关达0.01显著水平，从而说明可以通过光谱来测定大麦的氮素水平。     

导数光谱在棉花农学参数测定中的作用探讨

通过大田和室内试验,测定了2个品种的棉花冠层、完全展开倒3叶在不同时期的高光谱反射率及对应叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量,分析并证实了棉花导数光谱对消除测量背景影响及寻找特征波长方面的作用.将导数光谱用于棉花农学参数的测定,发现棉花冠层和叶片光谱都存在红边位移现象,并且红边参数(红边位置、红边幅值、红边面积)与叶面积指数、鲜叶重、干叶重和叶绿素含量有显著相关,从而证明用棉花导数光谱测定它的某些农学参数的可行性.     

水稻微分光谱和植被指数的作用探讨

通过两年两个不同品种水稻在不同供氮水平下的田间试验，测定了水稻冠层在生长过程中不同时期的高光谱反射率及对应的叶绿素、类胡萝卜素含量，分析了微分光谱对消除水稻冠层光谱的背景影响和植被指数在农学参数测定中的作用。结果表明：由微分光谱所得的红边位置、红边斜率与盖度和供氮水平之间有一定的相关性，与叶面积指数、地上生物量及冠层叶绿素、类胡萝卜素含量有显著相关；水稻多光谱植被指数RVI、NDVI与叶面积指数LAI及其地上部生物量之间有极显著相关性；高光谱植被指数及其变量与植被盖度、供氮水平、叶面积指数、地上生物量及叶绿素、类胡萝卜素含量之间存在相关性。这表明，用微分光谱技术与植被指数方法来监测水稻的色素含量和长势应该是可行的。