Continuous Monitoring of Visible and Near-Infrared Band Reflectance from a Rice Paddy for Determining Nitrogen Uptake Using Digital Cameras

Abstract

A two-band digital imaging system —one band for the visible red band (RED, 630?670 nm) and the other for the near infrared band (NIR, 820?900 nm)— was devised and positioned at a height of 12 m above a rice field of 300 m² in area during the 2007 growing season. The imaging system automatically logged bird’seye view images at 10-min intervals from 0800?1600 every day. Radiometric corrections for the pairs of two-band images were done using solar irradiance sensors and preceding calibrations to calculate daily band-reflectance and the normalized difference vegetation index (NDVI) values for 9 plots of rice plants, with 3 levels of planting density and basal fertilization. The daily- averaged reflectance values in the RED and the NIR bands showed different but smooth seasonal changing patterns according to the growth of plants. At the maximum tiller number and the panicle formation stages, the RED and NIR reflectance values had correlation coefficients (r) of 0.79 and 0.81 with above-ground nitrogen absorption per unit land area (NA, g m-²), respectively, whereas the NDVI using the two band reflectance values showed r-value of -0.13. An empirically derived equation for the NA using two band reflectance values showed r-value of 0.96 and a root mean square of error (RMSE) 0.5 g m^–2 (10% of the mean observed NA) in the estimation for the original (not validated) data set acquired at the maximum tiller number and the panicle formation stages. The results indicated that reflectance observation in the RED and NIR bands using the digital imaging system was potentially effective for assessing rice growth.     

茶树对铝的吸收、积累特性及饮茶安全性评价

茶树是典型的富铝植物,茶又是深受人们喜爱的饮品,而铝是一种对人体健康有害的金属元素,饮茶是否会导致人体铝中毒引起人们高度关注。本文详细阐述了茶树对铝的吸收和积累特性,分析了茶汤中铝的溶出量、溶出形态及生物可给性,阐明了科学饮茶是健康安全的,并提出了合理有效的茶叶降铝措施。     

氮肥运筹模式对冬小麦氮素吸收利用的影响

为给小麦高产、高效、无污染及可持续生产提供合理的氮肥运筹技术和理论依据, 以烟农19为材料,在大田条件下,研究了不同施氮量和基追比例对土壤小麦系统氮素积累及分配的影响。结果表明,施氮可提高0~100 cm土体内的全氮含量。在小麦越冬前, 0~40 cm土层中NO3-N含量随氮肥用量和基肥比例的增加显著增加;起身期到拔节期,施氮量为180和240 kg·hm-2且基肥∶拔节肥∶孕穗肥为3∶5∶2处理的0~40 cm土层内NO3-N含量下降,而施氮量为240 kg·hm-2且基肥∶拔节肥为7∶3和5∶5的处理及施氮量为300 kg·hm-2且基肥∶拔节肥为7∶3的处理则显著增加;拔节期到成熟期,随施氮量的增加,0~60 cm土层速效氮增加幅度有所提高。孕穗肥可明显提高灌浆期的植株全氮含量。因此,在240 kg·hm-2 施氮水平、基肥∶拔节肥∶孕穗肥为3∶5∶2条件下,施氮既能减少土壤硝态氮累积量,又能有效降低土壤硝态氮污染地下水的可能性。     

水稻根表铁膜对磷的富集作用及其与水稻磷吸收的关系

采用溶液培养方法,使铁毒耐性不同的两个基因型水稻根表分别形成有铁膜和无铁膜的根系,研究水稻根表铁膜对磷的富集作用及其与水稻磷吸收的关系。不同基因型水稻根表形成的铁膜厚度存在显著差异,对介质中磷的富集能力也有显著差异。根表形成的铁膜越厚,对介质中磷的富集作用也越大,即根表铁膜数量与铁膜对磷的富集量呈显著正相关。铁膜对磷的富集作用是一个化学过程,吸附可在0.5~1.0 h内达到饱和。根表铁膜明显促进水稻对磷的吸收,表明在淹水降低土壤磷有效性时,水稻根表铁膜富集的磷可作为磷库,保证水稻能正常吸收利用磷。     

不同供氮形态对旱作水稻生长和养分吸收的影响

采用土培试验种植旱作水稻,研究铵态氮（A）、硝态氮（N）和铵态氮加硝化抑制剂（A+DCD）对旱作水稻分蘖期、孕穗期生长和养分吸收的影响。在分蘖期和孕穗期,铵态氮和铵态氮加硝化抑制剂处理的水稻各部位生物量、分蘖数及新完全展开叶的叶面积均较硝态氮处理的高;铵态氮加硝化抑制剂处理的水稻叶片净光合速率最高,硝态氮处理的水稻叶片净光合速率最低; 铵态氮和铵态氮加硝化抑制剂处理的水稻体内的钾向叶片中分配比例较高,而硝态氮处理的水稻向茎秆中分配的比例较高。     

不同施磷方式对吉林省西部超高产玉米磷素吸收积累的影响

采用田间试验的方法,研究磷肥施用量相同的条件下,磷肥不同施用时期及分配比例对吉林省西部超高产玉米产量及磷素吸收积累的影响。结果表明,不同施磷方式对玉米产量和磷素吸收积累量有一定影响。施磷量一定的条件下,在玉米生育后期追施磷肥可有效提高产量,其中拔节期和喇叭口期均追肥处理产量达到13 706 kg/hm2,较一次性基施处理高0.82%;不同生育期各器官磷素积累量也相对较高,收获时期植株磷素吸收积累量为126.4 kg/hm2,高于其他各处理。从成熟期玉米植株磷素含量分配比例来看,拔节期和喇叭口期均追肥处理收获时期子粒中磷素含量占植株总磷素含量的68.99%,其他处理均超过70%;除子粒外其余各器官磷素含量所占比例均较高。本试验条件下,在玉米生育后期追施磷肥的施磷方式可有效提高玉米产量,但相对于磷肥一次性基施的方式差异不显著。     

马铃薯对氮、磷、钾的吸收及分配规律研究进展

马铃薯的生长发育受到很多因素的影响,特别是养分的供应以及马铃薯对养分的吸收、利用,对其块茎的形成、膨大及淀粉积累的影响尤为显著。氮、磷、钾在马铃薯生长发育中需要量大,必须加以补充,才能满足其正常生长需求。生产上不合理的施肥,导致马铃薯产量不高、品质较差及生产成本增高。通过分析马铃薯不同生育阶段、不同器官吸收养分的特征和分配规律,从而探索马铃薯生产中最佳的氮、磷、钾施肥组合,这对于丰富马铃薯栽培生理理论和指导生产中氮、磷、钾肥合理配施均具有重要的现实意义。     

氮肥运筹对春玉米产量、养分吸收和转运的影响

研究氮肥不同运筹方式对玉米产量、养分吸收利用、转运及分配的影响。结果表明,基肥:拔节期:抽雄期施氮比例为3∶4∶3处理玉米产量和氮肥利用效率最高,较其他基追比例处理增产3.2%~20.5%,氮收获指数、当季回收率、农学利用率和偏生产力分别提高2.0~5.3个百分点、2.0~21.3个百分点、2.3~10.0 kg/kg和2.3~10.0 kg/kg。施氮可显著增加玉米主要生育期氮、磷、钾吸收量,并可提高玉米抽雄期氮、磷、钾养分向子粒转运和子粒养分增加量,其中基肥∶拔节期∶抽雄期施氮比例为3∶4∶3处理玉米灌浆期氮、磷、钾吸收量最高,成熟期子粒氮、磷、钾积累总量高于其他基追比例处理。相关分析结果表明,玉米各生育期氮、磷、钾吸收间存在显著或极显著的正向相关,且除苗期外,其他生育期氮、磷、钾吸收量与产量均存在极显著正相关,灌浆期氮、磷、钾吸收状况与产量相关系数最大。     

龙眼幼苗镁素吸收特性研究

龙眼镁素吸收曲线、电子探针分析以及代谢抑制剂对龙眼镁吸收影响等三方面的研究结果表明,龙眼镁素吸收特性取决于介质供镁状况,供镁浓度低（≤０．４０ ｍｍｏｌ／Ｌ）时,龙眼对镁的吸收受代谢控制,属主动吸收;供镁浓度高（＞０．４０ ｍｍｏｌ／Ｌ）时,属被动吸收。 Ｋ＋、Ｃａ２＋对镁的吸收有明显的抑制作用,但其机制并不相同。 Ｋ＋抑制 Ｍｇ２＋的吸收作用不是由于与Ｍｇ２＋竞争载体,而是Ｋ＋引起Ｍｇ２＋载体蛋白发生变构作用;Ｃａ２＋对Ｍｇ２＋吸收的影响可能与膜透性的改变有关。     

微波消解-FAAS测定番木瓜不同部位的金属元素含量

为探讨番木瓜果肉、果皮、瓜籽中金属元素的含量,采用微波消解-FAAS法测定了番木瓜3个部位的K、Na、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn共7种金属元素的含量,并对微波消解条件进行了优化。结果显示,在优化的微波消解条件下,样品消解完全、速度快、效果好,FAAS测定的各金属元素质量浓度与吸光度均呈良好的线性关系,相关系数r为0.995 7～0.999 9,检出限为0.002～0.131,回收率为98.30%～101.67%,RSD为0.20%～4.12%(n=6),说明测定方法可靠,结果稳定;番木瓜3个部位均含有较高的K、Ca、Mg,但Cu、Fe、Zn含量均较低,与番木瓜果肉相比,番木瓜果皮和瓜籽中K、Mg、Cu、Zn、Fe含量较高,食品和药品开发优势更突出。