基于无人机图像颜色与纹理特征的小麦不同生育时期生物量估算

为实现小麦生物量田间快速无损监测,开展基于不同密度、氮肥和品种处理的田间试验,应用无人机获取小麦越冬前期、拔节期、孕穗期和开花期4个时期的RGB图像,通过影像处理获取小麦颜色指数和纹理特征参数,并同时期通过田间取样获取小麦生物量;分析不同颜色指数和纹理特征参数与小麦生物量的关系,筛选出适合小麦生物量估算的颜色和纹理特征...     

不同氮效率粳稻品种的冠层特征

探明氮高效水稻品种的冠层特征,对于培育和筛选氮高效品种具有重要意义。以2个氮高效品种武运粳30号和连粳7号及2个氮低效品种扬粳4038和宁粳1号作为材料进行大田试验,观察了两类水稻品种的冠层特征及其与产量和氮肥利用率间的关系。结果表明,与氮低效品种相比,氮高效品种总颖花量、结实率、产量和氮肥利用率较高;氮高效品种抽穗期具有较高的单茎茎鞘重、光合速率、光合氮素利用效率、剑叶厚度、比叶重、中上层冠层的光截获量及冠层顶部比叶氮含量、氮消减系数和光氮匹配度,上述主要冠层特征与产量及氮素籽粒生产效率呈显著或极显著正相关。这些冠层特征可作为筛选和培育氮高效水稻品种以及培育高产高效群体的重要指标。     

水稻倒伏监测研究进展

倒伏是水稻生长过程中常见的非生物逆境之一。倒伏不仅影响水稻的高产、稳产,也降低水稻的品质。选育抗倒伏的优质品种,制定适宜的田间管理计划可以有效改善倒伏。本文综述倒伏对水稻产量、品质的影响,阐述目前常用的水稻倒伏监测技术,比较传统技术和现代信息技术在倒伏监测应用上的优缺点,并对未来基于无人机监测水稻倒伏进行展望。     

主要节水灌溉方式对水稻根系形态生理的影响

水稻是耗水第一大作物。发展节水栽培对稻田水分高效利用和缓解我国水资源短缺具有重要意义。水稻根系是吸收水分和养分的重要器官,也是多种激素、氨基酸和有机酸合成的重要部位。水分管理措施的改变会直接或间接引起根系生长发育发生改变,从而影响水稻地上部生长发育和产量形成。本文综述了干湿交替灌溉、控制灌溉和覆盖旱种对水稻根系形态和生理特性的影响,提出了今后节水灌溉下水稻根系的研究重点,以期为改善水稻根系形态生理和高产节水栽培提供理论依据。     

小麦生物量及产量与无人机图像特征参数的相关性研究

为了明确无人机图像信息与小麦生物量、产量之间的相关性,该文利用无人机航拍获取田间小麦主要生育时期的RGB图像,通过影像处理获取小麦颜色指数和纹理特征参数值,并通过田间取样获取同时期小麦生物量和最终产量,分析不同颜色指数和纹理特征参数与小麦生物量和产量的关系。结果表明：利用无人机图像可提取归一化差分指数（NDI）、超绿植被指数（ExG）、可见光大气阻抗植被指数（VARI）、超红植被指数（ExR）、绿叶植被指数（GLI）、绿红差值指数（ExGR）、改良绿红植被指数（MGRVI）、红绿蓝植被指数（RGBVI）共8个颜色指数和能量（ASM）、对比度（CON）、相关度（COR）、熵（ENT）共4个纹理特征参数。各颜色指数在小麦拔节期、孕穗期与生物量和产量都有较好的相关性。拔节期所有颜色指数与生物量的相关性均达到极显著水平,其中ExGR与生物量的相关性最高,相关系数r达到0.911,孕穗期除RGBVI未达到显著相关外,其余均达到显著或极显著相关,其中MGRVI相关性最高,相关系数r为0.817。各颜色指数与产量的相关性趋势同生物量一致。越冬前期和开花期各颜色指数与生物量及产量的相关性较拔节期和孕穗期略有下降。而各纹理特征参数中,只有越冬前期的ASM和ENT、拔节期的CON和COR以及孕穗期的CON与生物量的相关性达到显著或极显著水平,其中COR相关性最高（负相关）,相关系数r为-0.574。拔节期的CON和COR、孕穗期的CON、COR和ENT与产量的相关性达到显著或极显著水平,其中拔节期COR相关性最高（负相关）,相关系数r为-0.530。将颜色指数与纹理特征参数相结合后,其与小麦生物量及产量的相关性均有提高,其中生物量相关性在4个时期分别提高0.27%、0.11%、8.81%和2.65%,产量相关性在4个时期分别提高7.05%、0.72%、0.58%和0.12%。因此,将无人机图像颜色指数与纹理特征参数结合可以提高小麦生物量和产量的估测精度。     

硝化抑制剂双氰胺施用对水稻产量和温室气体排放的影响

为探究施用硝化抑制剂双氰胺对水稻产量和温室气体排放的影响,以常规粳稻品种南粳9108为供试材料进行盆栽试验,设置常规氮肥(CK)和常规氮肥配施硝化抑制剂双氰胺(DCD)2个处理。采用静态箱-气相色谱法连续监测稻田温室气体排放动态变化。结果表明,与CK相比,DCD显著提高了水稻产量(15.1%)和地上部生物量(28.4%),并且显著降低了稻田甲烷(CH₄)累积排放量(22.2%)、氧化亚氮(N₂O)累积排放量(56.0%)、综合温室效应(GWP)(24.4%)和温室气体排放强度(GHGI)(31.7%)。可见,常规氮肥配施硝化抑制剂双氰胺可以协同实现水稻丰产和稻田温室气体减排。     

耐盐性不同水稻品种对盐胁迫的响应及其生理机制

【目的】阐明耐盐性不同水稻品种对盐胁迫的响应差异及其生理机制。【方法】耐盐水稻品种连鉴5号、盐稻16Z38和盐敏感水稻品种华粳5号、连粳17号生长于盆钵,盆栽土设置2个不同盐浓度处理：0 g/kg (对照);3 g/kg(盐胁迫)。【结果】与对照相比,在盐胁迫下两类品种均有不同程度的减产,耐盐品种减产的幅度明显小于盐敏感品种。耐盐水稻品种具有较高的产量主要在于较高的颖花量和结实率。与盐敏感品种相比,耐盐水稻品种在分蘖中期、拔节期、抽穗期和灌浆中期叶片中超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性较高,拔节期和抽穗期具有较高根系脯氨酸含量、脯氨酸合成酶活性和较高的K⁺/Na⁺值,分蘖至拔节以及抽穗至成熟期具有较高的作物生长率,抽穗期具有较高的叶面积指数和叶片SPAD值,抽穗至灌浆中期具有较高的根系氧化力。【结论】在盐胁迫下耐盐水稻品种较高的总颖花量、较强的抗氧化和渗透调节能力、较高的根系氧化力和K⁺/Na⁺值是其获得较高产量的重要原因。在盐胁迫下叶片超氧化物歧化酶活性较强和根系氧化力较高可作为评定水稻品种耐盐性的重要...     

基于WOFOST模型的江苏冬小麦生长模拟

WOFOST模型是目前常用的作物模型之一。采用2015—2017年区域气象站点的气象数据、土壤数据、作物数据等,利用OAT方法进行模型参数敏感性分析,结合最小二乘法、"试错法"等,并借鉴前人研究结果,基于不同密度和氮肥处理水平,针对冬小麦发育参数出苗到开花积温(TSUM1)、开花到成熟积温(TSUM2)以及生长参数比叶面积(SLATB)、最大CO_2同化速率(AMAXTB)进行冬小麦参数调整,实现WOFOST模型本地化。结果表明:WOFOST模型模拟冬小麦LAI的R~2、RMSE、NRMSE分别为0.817 8、0.58、27.9%,模拟叶、茎、穗和地上部总生物量的R~2、RMSE、NRMSE分别为0.783 2～0.953 1、315.55～986.15 kg·hm~(-2)、10.1%～29.8%,模拟产量的R~2、RMSE、NRMSE分别为0.585 2、799.96kg·hm~(-2)、15.9%,与实测值均有较好的一致性。这一研究说明WOFOST模型能较好地模拟研究区域冬小麦的生长发育状况。     

基于无人机RGB图像颜色及纹理特征指数的小麦产量预测

利用无人机获取小麦孕穗期和开花期的RGB图像,通过图像处理获取小麦图像颜色指数和纹理特征指数,并在小麦收获后测定实际产量.通过分析各颜色指数、纹理特征指数与小麦产量之间的相关性,筛选出各生育期与小麦产量相关性最高的颜色指数和纹理特征指数,建立小麦产量预测模型并进行验证.结果表明:小麦孕穗期和开花期图像颜色指数与产量相关...     

结实期不同阶段渍水胁迫对糯玉米产量及品质的影响

以苏玉糯5号和京科糯2000为材料,设置对照(CK)、渍水胁迫10 d (W1-10、W11-20、W21-30)、渍水胁迫20 d (W1-20、W11-30)、渍水胁迫30 d (W1-30)等7个处理,研究授粉后不同时期和渍水持续时间对糯玉米籽粒产量和品质的影响。结果表明：结实期不同阶段渍水胁迫显著降低糯玉米籽粒产量,不同持续时间渍水胁迫下以W1-30处理降幅最大,持续10、20 d渍水胁迫下两品种产量均以W1-10和W1-20处理下降幅最大。渍水胁迫降低了籽粒中淀粉和蛋白质含量,不同持续时间渍水胁迫下两品种均在W1-30渍水处理下最低,持续10、20 d渍水处理下淀粉和蛋白质含量均以W1-10和W1-20处理下降幅最大;结实期渍水胁迫下糯玉米的淀粉平均粒径增加、碘结合力降低,苏玉糯5号和京科糯2000的淀粉平均粒径分别以W11-30和W11-20处理最大,碘结合力均以W1-30处理最小。糯玉米粉峰值黏度在渍水胁迫下降低,苏玉糯5号和京科糯2000的峰值黏度分别以W21-30和W1-10处理最低。结实期渍水胁迫下糯玉米粉热焓值降低、回生值升高,不同持续时间渍水胁迫下,均以W1-3...