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利用高光谱法估测稻穗稻谷的粗蛋白质和粗淀粉含量 总被引：14，自引：0，他引：14
蛋白质含量和粗淀粉含量是水稻品质的两个重要指标。通过大田和室内试验，测定了5个品种、3个供氮水平处理的水稻冠层和稻穗在成熟过程中不同时期的高光谱反射率及稻谷的高光谱，分析了稻穗稻谷的粗蛋白及粗淀粉含量。结果表明，稻穗粗蛋白及粗淀粉含量与冠层光谱及其一阶导数光谱在某些波段达到显著相关、与稻穗粉末样光谱及其一阶导数光谱在某些波段也达到显著相关，其中决定系数R2约0.7；稻谷粗蛋白含量与粗淀粉含量呈负相关，它们与稻谷光谱及其一阶导数光谱在某些波段达到极显著相关水平。表明能用高光谱方法估算稻穗和穗谷的粗蛋白及粗淀粉含量，为水稻品质遥感监测提供依据。 相似文献
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利用高光谱数据估测水稻米粉中粗蛋白粗淀粉和直链淀粉含量 总被引：4，自引：0，他引：4
【目的】粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量是水稻品质的3个重要指标。研究米粉中粗蛋白、粗淀粉和直链淀粉含量的光谱快速检测方法为水稻品质遥感监测提供依据。【方法】通过田间小区试验,获得了5个品种、3个供氮水平处理的米粉样品,提取样品的粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉,测定样品的粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量,同时测定相应的高光谱数据及粗蛋白质与粗淀粉混合样品的高光谱数据,分析它们的高光谱特征及其与样品粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量之间的相关性,建立相关估测模型。【结果】粗蛋白质和粗淀粉、直链淀粉的光谱有明显的差异,米粉粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量与其某些高光谱参量之间存在极显著相关,其中决定系数R2约0.7,相关估测模型的检验精度在80%以上。【结论】高光谱法可以用来估测米粉的粗蛋白、粗淀粉和直链淀粉含量。 相似文献
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关中地区小麦冠层光谱与氮素的定量关系 总被引：4，自引：0，他引：4
【目的】分析不同生育期及整个生育期小麦叶片氮含量(LNC)与冠层光谱反射特征的关系,以实现对田间小麦活体氮素营养状况的监测,为小麦叶片氮素状况的精确诊断提供依据。【方法】以位于陕西关中地区杨凌揉谷镇、扶风马席村和巨良农场的3个小麦试验田为研究对象,测定不同长势及生育期小麦LNC及冠层光谱反射率,分析不同长势下小麦LNC和反射率的变化,并研究氮含量与冠层光谱反射率的相关性,以及小麦LNC与比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)的相关性,建立小麦LNC的敏感波段及光谱监测模型。【结果】在同一生育期,长势差的小麦叶片氮含量较低,长势较好的叶片氮含量高。与单波段相比,组合波段构成的植被指数RVI、NDVI与LNC的相关性明显提高,近红外波段(730~1 075nm)和红波段630,660,690nm组成组合波段的RVI、NDVI与LNC呈极显著正相关,其中LNC与RVI的相关性较高。利用独立的小麦田间试验数据,采用通用的均方根差(RMSE)、决定系数(R2)、准确度(斜率)3个指标对所建立的模型进行检验,最终选取RVI(970,690)为监测小麦LNC的最佳光谱参数,构建的最佳模型为LNC=0.176 3×RVI(970,690)0.775 6,R2为0.863,RMSE为0.137,准确度为0.979,接近于1。【结论】利用小麦冠层光谱反射率构建了预测小麦LNC的最佳模型,该模型具有较好的准确度和普适性,适用于整个生育期小麦叶片氮含量的监测。 相似文献
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棉花冠层叶片叶绿素含量与高光谱参数的相关性 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究棉花冠层叶片叶绿素含量与高光谱参数的相关性,建立叶绿素含量估算模型。【方法】2014年,以鲁棉研28号为研究对象,测定不同施氮水平和生育期棉花冠层叶片叶绿素含量及350~2 500nm光谱反射率,以棉花冠层高光谱反射率与冠层叶片叶绿素含量为数据源,在分析叶绿素含量与原始高光谱反射率(R)、一阶导数光谱反射率(DR)、光谱提取变量和植被指数相关性的基础上,采用一元线性与多元逐步回归的方法构建了叶绿素含量估算模型,并对从中筛选的6种棉花冠层叶片叶绿素含量估算模型进行精度对比。【结果】1)棉花冠层叶片叶绿素含量在反射光谱766nm处相关系数达到最大值,相关系数r=0.836;对于一阶导数光谱,叶绿素含量的敏感波段发生在753nm处,r=0.878;2)以9种光谱提取变量与8种植被指数为自变量,建立叶绿素含量的估算模型,筛选出的特征变量为红边面积(SDr)、绿峰与红谷的归一化值((Rg-Rr)/(Rg+Rr))、绿峰幅值(Rg),仅采用8种常用植被指数建立估算模型,筛选出的变量为比值植被指数(RVI);3)所建立的6种模型中以基于一阶导数光谱反射率建立的多元逐步回归估算模型精度最高,均方根误差(RMSE)为1.075,相对误差(RE)为2.22%,相关系数(r)为0.952。【结论】采用原始光谱、一阶导数光谱、光谱提取变量及植被指数均可对棉花叶绿素含量进行监测,其中基于一阶导数光谱的多元逐步回归模型对叶绿素含量的估算效果最优。 相似文献
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基于冬小麦不同水分胁迫试验,采用便携式光谱仪测定冬小麦抽穗期、开花期和灌浆期受不同水分胁迫处理的冠层光谱反射率,分析不同水分处理下冬小麦冠层光谱特性,并对植被指数、红边参数与冠层叶片含水率和土壤含水率进行相关性分析,构建各生育期叶片含水率和土壤含水率的最佳监测模型,实现对冠层叶片含水率以及土壤含水率的监测评估。结果显示,在整个生育期,冬小麦的冠层光谱反射率在可见光范围呈现绿峰红谷,尤其在旺盛生长时期,随着水分胁迫程度加深,绿峰红谷逐渐变得不明显,红谷抬升幅度增大;相反,在近红外波段范围内水分胁迫主要使得反射率表现为明显下降;冬小麦红边参数随生长进程呈蓝移现象,灌浆期受胁迫程度越重的红边参数越低;植被指数(EVI、NDVI、SAVI、WI)在开花期之后具有不同程度的下降趋势,至灌浆期有大幅度减小,且随受胁迫程度加深植被指数下降幅度增大;植被指数和红边位置、红边面积在灌浆期与叶片含水率和土壤含水率有显著相关,其中植被水分指数WI、归一化植被指数NDVI和红边位置λ_(red)相关性较佳,其建立的叶片含水率和土壤含水率估算模型效果较好,决定系数r~2均大于0.84,平均相对误差(MRE)≤0.207。综合分析认为,冠层反射光谱特征和植被指数与冬小麦冠层叶片含水率和土壤含水率相关性良好,可利用高光谱遥感参数对冬小麦的水分状况进行快速、准确监测。 相似文献
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对水稻微分光谱和植被指数的探讨 总被引：3，自引：0，他引：3
通过不同供氮水平的田间试验，分析了微分光谱对消除水稻冠层光谱的背景影响和植被指数在农学参数测定中的作用。结果表明：由微分光谱所得的红边位置、红边斜率与盖度、叶面积指数及供氮水平之间有一定的相关性；水稻多光谱植被指数RVI、NDVI与叶面积指数LAI及其地上部生物量之间有极显著相关性；高光谱植被指数及其变量与植被盖度、供氮水平之间存在相关性。这些表明，用微分光谱技术与植被指数方法监测水稻的田间供氮水平和长势似乎是可行的。 相似文献
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《河北农业大学学报》2021,44(2)
无损、实时、精准地对核桃树冠层叶绿素含量进行高光谱估算,对核桃树生长监测、营养诊断具有重要的指导意义。本研究以连续2年测定126棵核桃树不同生育期冠层光谱反射率及叶绿素含量,分析果实膨大期、果实硬核期、油脂转化期和果实成熟期4个生育期冠层光谱变化规律及叶绿素含量变化特征;在冠层光谱反射率400～1 000 nm范围内计算任意两波段组合生成的RVI、DVI和NDVI指数与各生育期冠层叶绿素含量的相关性,确定各生育期最佳敏感波段组合;基于RVI、DVI和NDVI指数构建不同生育期冠层叶绿素含量估算模型,并用第2年监测数据对估算模型进行精度验证。结果表明:(1)核桃树冠层叶绿素含量随着生育期的推进,呈现先增加后降低的趋势,各生育期叶绿素含量的变异系数和标准偏差存在明显差异,冠层叶绿素含量在油脂转化期最大,果实膨大期最小;(2)从果实膨大期到果实成熟期,在可见光波段冠层光谱反射率与冠层叶绿素含量呈负相关关系,在760～1 000 nm的近红外波段由负相关变为正相关;(3)基于两波段组合生成的RVI、DVI和NDVI指数均在油脂转化期与叶绿素含量相关性最大,估算模型拟合效果更好,且精度更高。其中,RVI指数构建的模型在核桃树中后期估算精度较高,前期较低;DVI指数构建的模型在核桃早中期估算精度较高,后期较低;而基于NDVI指数构建的估算模型,在各生育期对叶绿素含量的估算效果均最为理想,验证精度最高。因此,基于两波段组合生成的NDVI指数构建的估算模型,适用于核桃树整个生育期冠层叶绿素含量的估算研究。 相似文献
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夏玉米光谱特征对其不同色素含量的响应差异 总被引：1，自引：0，他引：1
在不同施氮水平夏玉米的6个典型生育期,采用化学方法测定冠层叶绿素含量,利用叶绿素计测定的叶绿素读数以及光谱反射率,系统分析了单波段反射率、可见光和近红外波段组合而成的归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)等8种常见植被指数与相应时期2种方法测定的叶绿素含量的相关性。结果表明,随着施氮量的增加,叶绿素含量和冠层近红外波段反射率都随之增加;整个生育期中孕穗期在近红外区域反射率最高,与可见光波段反射率相差最大;6个生育期单波段510~1 100 nm反射率、NDVI、RVI等植被指数与叶绿素含量的2种测定结果显著相关或极显著相关,植被指数的表现较单波段更好,且从苗期到乳熟期,各波段反射率与叶绿素的相关性逐渐增强。整体来讲,可见光中560、660 nm和近红外760、810、590和1 300 nm组合的NDVI在各生育期与2个农学指标的相关性较好,选择NDVI(560,760)可以准确拟合夏玉米叶片叶绿素含量,其对化学方法测定的叶绿素含量拟合效果较佳。 相似文献
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基于高光谱技术的覆膜旱作水稻植株氮含量及籽粒产量估算 总被引：3，自引：0，他引：3
为建立利用光谱技术快速诊断覆膜旱作水稻植株氮营养和产量的估算模型,应用高光谱技术分析了长江中下游覆膜旱作区水稻拔节期和抽穗期内5种不同施氮水平(0、60、120、180和240kg/hm~2(N))下植株冠层光谱特征及其与植株氮素含量和产量的关系,并分别构建了植株含氮量和产量的估算模型。结果表明:拔节期和抽穗期内不同供氮水平下冠层光谱的变化规律基本一致,均随着供氮水平的增加,反射率在可见光区降低、在近红外区增大。覆膜旱作水稻植株氮含量与552和890nm 2个敏感波段构成的比值(RVI)和绿色归一化植被指数(GNDVI)的关系最佳。构建的水稻关键生育期植株全氮含量及水稻产量的估算模型预测效果均较好,其中植株全氮含量拟合方程的决定系数为0.730~0.808,采用拔节期的RVI对覆膜旱作水稻进行估产的决定系数达到0.724。本研究构建的模型可以用来估计该地区覆膜旱作水稻的氮素营养状况和作物产量。 相似文献
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HUANG Wen-jiang WANG Ji-hua LIU Liang-yun WANG Zhi-jie TAN Chang-wei SONG Xiao-yu WANG Jing-di 《中国农业科学(英文版)》2004,3(11)
Field experiments were conducted to examine the influence factors of cultivar, nitrogen application and irrigation on grain protein content, gluten content and grain hardness in three winter wheat cultivars under four levels of'nitrogen and irrigation treatments.Firstly, the influence of cultivars and environment factors on grain quality were studied, the effective factors were cultivars, irrigation, fertilization, etc. Secondly,total nitrogen content around winter wheat anthesis stage was proved to be significantly correlative with grain protein content, and spectral vegetation index significantly correlated to total nitrogen content around anthesis stage were the potential indicators for grain protein content. Accumulation of total nitrogen content and its transfer to grain is the physical link to produce the final grain protein, and total nitrogen content at anthesis stage was proved to be an indicator of final grain protein content. The selected normalized photochemical reflectance index (NPRI) was proved to be able to predict grain protein content on the close correlation between the ratio of total carotenoid to chlorophyll a and total nitrogen content. The method contributes towards developing optimal procedures for predicting wheat grain quality through analysis of their canopy reflected spectrum at anthesis stage. Regression equations were established to forecast grain protein and dry gluten content by total nitrogen content at anthesis stage, so it is feasible for forecasting grain quality by establishing correlation equations between biochemical constitutes and canopy reflected spectrum. 相似文献
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水稻蛋白质近红外定量模型的创建及在育种中的应用 总被引：22，自引：1，他引：22
【目的】研究利用近红外光谱分析法定量分析水稻完整籽粒粗蛋白含量的可行性，初步探讨水稻杂种后代蛋白质含量的分离和变异，以期为水稻的营养品质育种提供参考依据，提高育种效率。【方法】收集蛋白质含量变幅（5.90%～14.50%）较大的191份代表性水稻样品,采用偏最小二乘（PLS）法建立糙米粗蛋白预测的校正模型。【结果】通过比较光谱预处理方法在不同谱区的处理效果：采用一阶导数＋矢量标准化预处理、谱区为 11 998.9cm-1～5 449.8 cm-1和4 601.3 cm-1～4 246.5 cm-1建立校正模型的检验和预测效果最佳，糙米蛋白质的近红外测定值和化学测定值之间有较高的相关性和较低的误差；其决定系数为0.9886，相对标准偏差RSD为0.021，各项误差均在0.4以下。此外，利用该模型快速无破损的测定了水稻蛋白质育种的20个杂交组合的205个F2代单株，203个单株的马氏距离值在0.3以下，达到了试验精度的要求，分析结果表明：F2代群体单株间粗蛋白含量表现出广泛的变异，大部分单株蛋白质含量介于双亲之间，出现了超高亲和超低亲的单株，最高蛋白质含量达到15.3%。【结论】利用建立的各类误差较小近红外定量分析模型，实现了对育种亲本和中间育种材料的筛选鉴定；说明了通过蛋白质含量高的稻种资源与农艺性状优良的水稻品种杂交，低世代借助近红外分析技术辅助测定蛋白质含量可能是水稻高蛋白质育种的一条有效途径。 相似文献
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常见水稻品种稻米品质的研究 总被引：20，自引：0，他引：20
对128个常见水稻品种的加工品质、商品品质、蒸煮品质的分析表明,品种的加工品质有明显差异,完整精米率的变异幅度最大;垩白面积与完整精米率呈极显著负相关;粒长、粒宽、长宽比与直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度间无任何显著相关。由于粒宽与垩白面积呈极显著正相关,故在籼稻优质米育种中,宜选择细长粒形和透明度好的类型。籼稻的直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度在品种间均有丰富的变异,性状间组合方式复杂。目前国内籼稻品种的直链淀粉含量偏高,是影响食味的主要因素。粳稻中蒸煮品质各性状变异幅度较小,性状间组合类型较简单。 相似文献
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建立大田晚稻农学光谱估产模式研究初报 总被引：2，自引：0，他引：2
晚稻大田试验结果表明,不同氮肥水平的水稻冠层光谱反射率存在着极显著差异630～690nm,760～900nm和520～600nm等3个波段可作为检测晚稻氮的敏感波段。RVI与LAI,LN,Chl等农学参数之间存在着显著或极显著的相关性。单期RVI与晚稻产量之间存在着显著相关性,但用几个生育期的RVI复合建立的光谱估产模式的精度提高,相关性达到极显著水平。LAI-RVI多元复合估产模式的精度最高,为最佳单产农学光谱估产模式。文中还就单产农学光谱模式的认识及应用问题作了较深入地讨论。 相似文献
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【目的】本研究以叶片氮含量为切入点,探求糜子籽粒蛋白质含量的最佳光谱预测模型,为糜子优质生产的管理调控提供理论依据。【方法】结合2017年和2018年2年的氮肥运筹试验数据和光谱数据,通过“光谱特征信息—叶片氮含量—籽粒蛋白质含量”这一研究思路,以叶片氮含量为中间链接点将光谱模型和籽粒蛋白质含量链接,建立基于高光谱糜子籽粒蛋白质含量监测模型。【结果】利用支持向量机（SVM）构建的糜子全生育期叶片氮含量监测模型要优于逐步多元线性回归（SMLR）和偏最小二乘法（PLS）,并且原始光谱反射率（R）的SVM模型效果优于一阶导数（1ST）模型,建模集和验证集的R 2分别为0.928、0.924;RMSE相对较小,分别为0.19、0.12;RPD都大于2,分别为3.71、6.07。开花期、灌浆期和成熟期的叶片氮含量和籽粒蛋白质含量均达到极显著正相关,相关系数分别为0.48、0.66和0.73。灌浆期R-SVM模型能准确的监测糜子籽粒蛋白质含量,决定系数R 2为0.798,均方根误差RMSE为0.14,预测残差RPD为1.65。 【结论】建立基于灌浆期糜子籽粒蛋白质含量的高光谱R-SVM监测模型,有助于指导糜子优化田间管理、种植业结构调整和籽粒品质分级,为高光谱技术在糜子优质高产栽培和精准农业发展提供技术基础。 相似文献
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不同氮素水平下水稻籽粒灌浆过程中主要品质性状的动态差异 总被引：3，自引：0，他引：3
选用5个不同的粳稻品种,在施氮(N10)和未施氮(N0)水平条件下,对灌浆期的稻米品质形成及品种间主要品质性状差异进行动态分析。结果表明,品种间粒形差异在灌浆前期已表现。在2种氮素水平下,随着籽粒灌浆进程粒厚明显加厚,以25 d为界,日增长速度前期快于后期,N10水平快于N0水平;灌浆前期(抽穗至20 d)籽粒直链淀粉含量呈增加趋势,后又下降。整个灌浆进程中N10水平下籽粒直链淀粉平均含量均高于N0水平,但品种间存在差异。N0水平下胶稠度平均值随籽粒灌浆进程呈上升的趋势,而N10水平下胶稠度平均值随籽粒灌浆进程呈下降趋势,整个灌浆进程中N10水平下籽粒胶稠度平均值均低于N0水平。在2种施氮条件下出糙率与粒宽、千粒重、出精率呈显著正相关,而与蛋白质含量呈显著负相关,在未施氮条件下糊化温度与粒宽和出精率呈显著正相关,粗蛋白与粒宽、千粒重、出糙率和出精率均呈显著负相关。在施氮条件下糊化温度与蛋白质含量呈显著负相关,蛋白质与粒宽、出精率和出糙率均呈显著负相关。 相似文献
19.
旱作水稻品质性状分析 总被引：1，自引：0，他引：1
以19份粳稻和22份籼稻为材料,研究全程旱作对水稻品质的影响.结果表明:(1) 旱作粳稻直链淀粉含量与胶稠度呈显著性负相关,旱作籼稻直链淀粉含量与其它品质性状间相关系数没有达到显著水平.(2)综合多元回归分析和主成分分析,旱作粳稻外观品质(垩白率X4、透明度X6和垩白度X5)、蒸煮品质(碱消值X7、胶稠度X8)和营养品质(粗蛋白X10)与稻米理化品质关系密切,回归方程为Y=1.485X4-0.228X5 0.710X6 35.234X7 2.646X8 0.233X10-89.552(R2＝0.934**);旱作籼稻碱消值(X7)、整精米率(X3)和粗蛋白(X10)与稻米理化品质关系密切,回归方程为Y=0.966X3 59.683X7 0.149X10-37.972(R2=0.503*).初步建立旱作水稻品质评判方式. 相似文献