基于无人机高光谱的水稻光合性能监测系统应用

水稻的光合性能与水稻的产量和品质密切相关,传统的水稻光合性能监测由人工完成,具有任务量大和效率低等缺点,高效、无损的监测作物长势,是现代化精准农业的要求。为此,以无人机搭载高光谱仪作为遥感技术平台,对水稻的光合性能进行研究分析,建立了估算水稻叶片类胡萝卜素(Car)含量的监测模型。测试结果表明:5组光谱参数与水稻样本叶片Car含量实测值的回归分析均达到显著相关水平,以SR(723,770)精度最高;进一步检验发现,水稻叶片类胡萝卜素含量实测值与SR(723,770)模型建立的估测值相关性更高,R~2达0.891 5,斜率更接近于1,具有更佳预测效果,可为水稻光合性能遥感监测提供技术支撑。     

人工老化水稻种子的红外光谱研究

利用红外光谱(傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、二阶导数红外光谱(SD-IR)和二维相关红外光谱(2 D-IR))研究人工老化水稻种子.结果表明,人工老化水稻种子的原始光谱整体相似,二阶导数光谱在1800～800 cm-1范围内的吸收峰强度和形状出现差异.二维相关光谱显示,水稻种子随老化时间的增加,在800～1350 ...     

不同农机驾驶方式对玉米播种出苗率的影响——基于无人机多光谱影像的测算

为验证无人驾驶、辅助驾驶和人工驾驶对玉米播种出苗率的影响,以鲜食玉米为试验作物,划分区域进行无人驾驶、辅助驾驶、人工驾驶播种,在保障土壤条件和管理方式基本一致的情况下,使用无人机采集出苗期多光谱影像,利用超绿值(ExG)和最大类间差法相结合的方法提取农田背景中玉米苗特征图像,计算归一化植被指数(NDVI)。基于实测计算的出苗率与区域NDVI,建立对应关系,利用空间分析技术计算无人驾驶、辅助驾驶、人工驾驶方式下出苗率情况。结果表明：基于无人机多光谱影像测算方法的无人驾驶、辅助驾驶、人工驾驶播种出苗率分别为67.47%、66.30%、52.83%,实测出苗率分别为72.19%、66.23%、55.49%,差异度分别为-4.72%、0.07%、-2.66%。出苗率为无人驾驶区>辅助驾驶区>人工驾驶区,无人驾驶区出苗率最高,且出苗率较为均匀,基于无人机多光谱影像的测算方法较为准确。该方法为实时估算玉米出苗率提供理论依据。     

基于SD-SVD-Burg的玉米叶片铜铅污染甄别与程度诊断

为研究一种快速甄别作物受重金属污染的元素类别和所受污染程度的方法,于2017年设置不同梯度铜(Cu)、铅(Pb)胁迫下的玉米盆栽实验,对玉米的紫谷、绿峰和红边3个光谱特征区间的高光谱数据进行光谱一阶微分和奇异值分解处理,并结合Burg算法绘制功率谱密度曲线,同时利用2014年采集的光谱数据作为验证组检验该模型的稳定性。结果表明:健康玉米叶片与不同浓度Cu、Pb胁迫下玉米叶片光谱信号的功率谱密度曲线的波峰数及波峰坡度均不相同。功率谱曲线平均功率和玉米叶片中Cu、Pb含量的相关系数最高可达0.9958,证明该方法在对玉米进行污染元素种类辨别和污染程度诊断方面具有可行性,不同年份Cu与Pb胁迫下绿峰功率谱曲线平均功率与玉米叶片中Cu、Pb含量的相关系数分别为0.9213和0.9915,进一步验证该算法在玉米Cu、Pb污染诊断方面具有稳定性与普适性。     

基于无人机多光谱遥感的夏玉米冠层叶绿素含量估计

为探讨利用无人机多光谱遥感影像监测夏玉米冠层叶绿素含量的可行性,基于2019年不同施氮水平下(0,105,210,315 kg·N/hm²)夏玉米多光谱遥感影像和田间实测冠层叶绿素含量数据,分析了不同施氮水平下夏玉米冠层叶绿素含量的变化规律,同时选取10种常用光谱植被指数与实测冠层叶绿素含量进行相关性分析,采用与实测叶绿素含量极显著相关的9种植被指数,构建了基于遥感光谱指数的夏玉米冠层叶绿素含量遥感监测模型,并通过精度检验确定最优估测模型.结果表明,施用氮肥能够提高夏玉米冠层叶绿素含量,过量氮肥不能持续提高叶绿素含量,同一施氮水平下不同追肥处理之间叶绿素含量没有明显差异.绿色归一化植被指数与叶绿素含量的相关性系数最高,达到了0.892.采用逐步回归分析方法建立的模型表现最优,决定系数为0.87,均方根误差及相对误差分别为0.15和2.68%.因此,无人机多光谱遥感结合逐步回归模型可以实现田间尺度的夏玉米冠层叶绿素含量的实时监测.     

鲻鱼对凡纳滨对虾养殖沉积物的摄食和吸收

采用养殖生态学方法,研究了不同水温下鲻鱼对凡纳滨对虾养殖沉积物的摄食与吸收。选择大、中、小3种规格鲻鱼,体质量分别为(16.25±0.88)g/尾,(29.00±1.73)g/尾,(42.93±1.08)g/尾,将养殖沉积物收集后投喂鲻鱼,在自然水温为21.5~25.5℃流水系统中养殖46d,然后测定其特定生长率、摄食率、排粪率以及有机质和氮、磷吸收率。试验结果表明,(16.25±0.88)g/尾鲻鱼特定生长率显著高于(42.93±1.08)g/尾,特定生长率与鲻鱼体质量呈负相关。3种规格鲻鱼摄食率和排粪率与水温呈正相关,水温升至25.5℃时均最高,(29.00±1.73)g/尾鲻鱼摄食率和(16.25±0.88)g/尾鲻鱼排粪率整体最高。(29.00±1.73)g/尾鲻鱼对有机质和氮、磷吸收率最高,分别为60.63%,82.15%,44.24%。鲻鱼对养殖沉积物中有机质和氮、磷的移除量分别为0.619g/(kg·尾),0.043g/(kg·尾),2.746mg/(kg·尾)。研究表明,鲻鱼摄食凡纳滨对虾养殖沉积物的生长效果良好,不但可以利用养殖环境中有机物和营养物质,同时为鱼虾混养模式中的鲻鱼规格搭配提供科学依据。     

木聚糖酶在鲤鱼小麦基础饲料中的应用研究

以平均体重为(48.2±0.46)g的鲤鱼(Cyprinus carpio)为试验对象,小麦基础饲料为对照,小麦基础饲料中分别添加不同水平(0.05%、0.10%、0.15%)的木聚糖酶作为试验饲料.每个处理设4个重复,每个重复放养50尾鲤鱼.饲喂62 d后测定鲤鱼增重率和消化率,结果表明:0.05%、0.10%、0.15%组增重率分别比对照组提高22.47%(P<0.01)、28.29%(P<0.01)和18.98%(P<0.01);干物质消化吸收率分别比对照组提高8.41%(P<0.01)、15.24%(P<0.01)和13.97%(P<0.01);总糖消化吸收率分别比对照组提高1.60%(P>0.05)、14.15%(P<0.01)和13.48%(P<0.01).因此,本研究认为,适量添加木聚糖酶可以提高小麦基础饲料消化吸收率,促进鲤鱼生长.     

基于紫外指纹图谱技术的食醋品种检测方

以不同食醋为研究对象,采用旋转蒸发、紫外光谱扫描等手段研究了波长范围、蒸发液稀释比例、蒸发温度和参比液质量浓度等对食醋紫外吸收曲线的影响,确定了食醋紫外指纹图谱检测方法的试验条件:扫描波长范围245～330nm,蒸发液稀释比例1:6,蒸发温度45℃,冰醋酸参比液质量浓度45g/L.以曲线间的相似度为指标验证了方法的重现性、稳定性和差异性,结果表明:各个食醋样品3次重复测定的指纹图谱间相似度均大于0.90,同一样品图谱的重现性良好;各个食醋样品在不同存放期的紫外指纹图谱间相似度均大于0.90,同一样品图谱的稳定性良好;各个不同食醋样品的紫外指纹图谱之间的相似度均小于0.90,不同样品图谱的差异性良好.     

食用油反式脂肪酸傅里叶红外光谱重组检测技术

以食用油、反式脂肪酸标样及矿物精油为试验材料,采用傅里叶红外光谱重组(SR-FTIR)技术检测食用油中反式脂肪酸含量,并与标准红外分析方法(SB-ATR-FTIR法)进行比较.结果表明:SR-FTIR模型反式脂肪酸含量预测值与实际加入量高度线性相关,斜率为1.02,标准差小于0.05;SR-FTIR模型的灵敏度要比标准方法模型高20余倍.     

近红外玉米品种鉴别系统预处理和波长选择方

以7个品种玉米籽粒的鉴别系统为研究对象,对比研究了6种预处理方法和波长选择对模型鉴别能力的影响.结果表明,在被比较的6种预处理方法中,一阶导数方法能够使模型有更好的鉴别性能.使用一阶导数预处理和全光谱区的模型平均正确识别率和正确拒识率最高,分别为98.6%和98%,有5个品种的模型的正确识别率和正确拒识率都达到了100%.波长选择对一阶导数模型没有明显作用,但能使标准正态变量变换和矢量归一化模型鉴别准确度得到较大提高.