品种和生育时期对冠层光谱指数(NDVI)估测马铃薯植株氮素浓度的影响

NDVI是反映作物叶绿素相对含量及氮素水平的重要参数,但是作物品种和生育时期的变化对NDVI估测氮素营养的能力有重要影响。本研究在内蒙古阴山北麓马铃薯主产区进行了多年多品种田间试验,于2014—2016年7月上旬至8月中旬马铃薯关键生育时期,利用便携式主动作物传感器GreenSeeker获取马铃薯冠层光谱指数NDVI,对比了品种和生育时期对NDVI估测结果的影响。结果表明,块茎形成期NDVI与马铃薯植株氮素浓度相关性较差,随着生育时期的推进, NDVI与植株氮素浓度的线性相关性增强,块茎膨大期与淀粉积累期组合会显著提高NDVI与植株氮素浓度的线性建模效果。品种混合会降低NDVI的灵敏性,增加数据的离散性,基于时间序列归一化的光谱指数TNDVI能够克服这些问题,尤其是在块茎膨大期TNDVI与植株氮素浓度的拟合决定系数(R2)能够由原来的0.13提高到0.47。TNDVI对块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期组合的线性估测建模R2为0.76,显著高于NDVI。株型展开型的品种在块茎膨大期和淀粉积累期更具线性拟合趋势。研究表明,马铃薯生育时期和品种对NDVI估测植株氮素浓度有显著影响,且生育时期的影响更大。构建的TNDVI光谱指数能够克服品种差异导致的块茎膨大期、淀粉积累期数据分异及饱和现象,为NDVI在马铃薯植株氮素浓度诊断应用的普适性上提供了理论依据与方法。