玉米穗位叶主要光合荧光参数与高光谱数据的相关分析

穗位叶光合相关参数状况直接影响玉米后期产量构成,探讨高光谱遥感数据与叶片光合相关参数的关系,对快速,准确评价玉米穗位叶光合特性状况具有重要的意义。通过设置4个不同氮肥水平（N0：0 kg/hm²,N1：170 kg/hm²,N2：340 kg/hm²,N3：500 kg/hm²）,以抽雄吐丝期玉米穗位叶为研究对象,分析叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)等光合参数,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、吸收的光能被用于光化学反应的份额(P)、非光化学淬灭系数(NPQ)等荧光参数,叶绿素含量(Chl)、类胡萝卜素含量(Cars)、叶绿素含量/类胡萝卜素含量(Chl/Cars)等光合色素参数以及光谱反射率的变化规律,明确光合荧光相关参数与原始光谱反射率、一阶微分光谱、植被指数等高光谱数据之间的关系。结果表明,Pn、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ、P、Chl、Cars、Chl/Cars等8个参数随着氮肥的增加呈现上升趋势,与对照相比差异显著(P<0.05),而Gs和NPQ在各处理下差异不显著(P>0.05),NPQ随着氮肥的增加呈现先减小后增大的趋势。对于光谱反射率,可见光波段光谱反射率随着氮肥的增加而降低,近红外波段施肥处理反射率比未施氮肥处理显著升高,红边位置出现“红移”现象。通过Pn、Tr、Fv/Fm、ΦPSII、P、NPQ、Chl、Cars、Chl/Cars与原始、微分光谱及植被指数相关性分析,最佳高光谱变量分别为Dλ₆₉₉、Dλ₇₀₁、Dλ₇₀₃、Dλ₇₀₂、Dλ₇₀₁、R₇₆₄、Dλ₆₉₉、Dλ₆₉₉、Dλ₇₀₀,相关系数分别为0.81、-0.73、-0.54、-0.58、-0.61、-0.49、-0.996、-0.997、-0.877,均达到了极显著水平(P<0.01);而Gs的相关性最佳高光谱变量为Dλ₅₇₅,相关系数为0.47(P<0.05)。因此,利用高光谱遥感技术评价玉米抽雄吐丝期穗位叶光合荧光相关参数具有可行性,对评价玉米后期产量构成具有重要的意义。     

不同宽窄波段组合的光谱参量对夏玉米穗位叶氮素含量估测

【目的】利用敏感波段构建适宜的植被指数,对于提高光谱技术诊断作物营养状况的精确度具有十分重要的意义。【方法】采用单因素随机区组设计的方法,通过设置5种不同施氮处理,研究夏玉米在吐丝期穗位叶光谱反射率与氮素含量的关系,进而比较了前人的植被指数与构建的8种不同形式宽窄波段组合植被指数的优越性,并对构建的氮素含量估测模型进行精度验证。【结果】穗位叶原始光谱反射率在近红外波段(700～1000 nm)随施氮量增加而升高,与氮素含量的变化表现一致;一阶导数光谱的红边位置随施氮量增加依次为698、703、709、714和714 nm,出现"红移"现象;利用氮素敏感波段构建宽窄波段组合的植被指数与叶片氮含量进行相关性分析,优于前人所采用的植被指数;植被指数[R(800-900)-R(692-729)]/R711和植被指数[R(800-900)+R(650-670)]/R711构建的乘幂函数估测模型检验精度较高,R~2和RMSE分别为0.92和0.09。【结论】利用氮素敏感波段构建的宽窄波段组合植被指数,提高了光谱参量与氮素含量的相关性,可以实现对夏玉米吐丝期氮素营养的诊断。