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Effects of nitrogen nutrition on the spectral reflectance characteristics of rice leaf and canopy 总被引：8，自引：0，他引：8
遥感技术使大面积监测植物长势及估测化学组成有了可能,高分辩力地物光谱仪应用于简单、快速、非破坏性地估测植物冠层化学组成的前景正引起越来越多的关注．本文通过田间试验及室内分析研究了氮肥水平对水稻叶片及冠层反射光谱特性的影响,氮素营养对从可见光至近红外较大范围水稻反射光谱特性有较大影响,随着氮素营养水平的提高,叶片及冠层可见光波段的光谱反射率下降,而近红外波段则增加,经两样本ｔ检验统计分析,在５４０,６８０ｎｍ和７４０～１０７０ｎｍ波段处对氮素营养水平最为敏感,而且各氮营养水平之间的反射率呈显著或极显著的差异．水稻叶片氮含量与冠层和叶片光谱变量呈极显著或显著的相关性,这表明利用光谱测试简单、快速、非破坏性地估测水稻氮素营养水平是可行的． 相似文献
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东北寒地水稻冠层氮素含量高光谱预测模型 总被引：2，自引：0，他引：2
为实现动态、无损监测寒地水稻氮素状况,利用高光谱成像技术,分析不同生育期水稻冠层光谱特征,借助波段自相关分析(Bands inter-correlation analysis,BICA)与主成分分析(Principal components analysis,PCA),选择特征波段构建多种植被指数.根据植被指数与氮素含量相关性,建立单变量预测模型.利用最大R2增量法(MAXR)分析全部植被指数与氮素含量定量关系,建立多变量预测模型.结果表明,从分蘖期到抽穗期,寒地水稻冠层光谱反射率在可见光波段内降低,在近红外波段内增加.基于BICA-PCA-MAXR预测模型预测精度和稳定性较基于BICA-PCA结合一元回归预测模型显著提升.研究结果可为水稻氮素含量快速检测提供地域参考,水稻精准施肥管理提供技术支持. 相似文献
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水稻、玉米、棉花的高光谱及其红边特征比较 总被引：24，自引：3，他引：24
测定了水稻、玉米、棉花 3种作物共 6个品种的冠层和主茎叶片不同生育期高光谱反射率及其对应叶片中叶绿素、类胡萝卜素含量 ,分析了它们的高光谱及其红边特征和红边参数与叶面积指数、地上生物量、鲜叶重及叶片色素含量的相关性。结果表明 :(1) 3种作物冠层高光谱反射率大小与其生育期有关。冠层和叶片光谱反射率最大值比较结果是 ,冠层光谱 :棉花 >玉米 >水稻 ;叶片光谱 :水稻 >棉花 >玉米。 (2 ) 3种作物冠层光谱的红边都具有“双峰”现象。红边幅值Dλr 和红边面积Sr 均呈增大、减少的变化规律 ,但红边 相似文献
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安徽中籼稻实地养分管理技术研究 总被引：3，自引：0，他引：3
以4个中晚熟水稻品种为材料,研究不同时期不同氮肥管理措施下植株氮素含量与氮肥用量及LCC值之间的变化关系.结果表明,植株氮素含量表现为分蘖期>拔节期>抽穗期,LCC值为抽穗期>拔节期>分蘖期.植株含氮量、叶片LCC值与氮肥用量呈密切正相关,氮素含量与LCC值含量显著正相关,分蘖期、抽穗期水稻植株LCC值变化量与氮肥用量变化量显著正相关.依据最高产量处理确定适宜的LCC值临界指标,并计算不同LCC值下水稻所需氮肥追施用量. 相似文献
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基于冠层高光谱的南方丘陵地区晚稻氮素营养诊断 总被引：2，自引：0，他引：2
《江西农业大学学报》2015,(6)
为研究水稻氮素营养诊断的快速方法、初步构建基于高光谱的水稻氮素营养诊断模型,以南方丘陵区晚稻氮肥试验为例,利用分别测定不同施氮水平及水稻不同生育期水稻冠层叶片的高光谱反射特征,应用一阶微分光谱以及植被指数分别构建基于高光谱的晚稻氮素营养诊断模型。结果表明:不同氮素水平下冠层叶片光谱反射率的差异主要集中在400~650 nm可见光处和730~1350 nm近红外处,随着冠层氮素含量增加可见光处光谱反射率降低,而在近红外范围内反射率增加。随着水稻生长发育,冠层叶片光谱反射率降低,而且反射峰值由519 nm向554 nm移动。应用738 nm处的光谱反射率与叶片氮素含量建模,用一阶微分反射率得到的最优模型为指数模型Y=1.591 4e~(88.794X)(R~2=0.736 2),用比值植被指数(RVI)和归一化植被指数(NDVI)得到的最优模型分别为指数模型Y=18.658e~(-1.040 9X)(R~2=0.630 4)和二次多项式Y=-17.454X~2+0.733 1X+4.130 2(R~2=0.652 3),所有模型中以一阶微分反射率得到的模型最佳,最适合于在供试条件下的水稻氮素营养诊断。 相似文献
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水稻叶面积指数和叶片生化成分的光谱法研究 总被引：9，自引：0，他引：9
利用光谱仪通过大田试验和室内测量不同氮素水平及不同时期水稻叶片的光谱反射率，测算叶面积指数LAI；利用生化方法测量相应叶片的叶绿素含量，蛋白质含量和纤维素含量；在此基础上分析了水稻叶面积指数与光谱变量，叶片生化成分与光谱变量及叶面积指数之间的相关性。结果表明；水稻叶面积指数与比值植被拽数RVI及归一化差值植被指数NDVI呈显著相关，不同氮素水平的水稻叶片的叶绿素，蛋白质及纤维素含量与LAI之间的R^2在抽穗期均达到0.75以上，其中叶绿素，纤维素含量与光谱变量的相关达显著水平，不同时期纤维素与光谱变量及LAI之间相关达显著水平，从而证明通过光谱法可以推算水稻叶片的叶绿素含量，蛋白质含量和纤维素含量。 相似文献
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冬小麦叶片氮含量的时空分布及光谱监测研究 总被引：2，自引：2，他引：0
叶片氮素含量与作物生长密切相关,为明确对氮素响应敏感的叶片位置,比较冠层光谱和叶片光谱预测叶片氮含量的精度,研究基于氮素运筹试验,测定叶片氮含量以及冠层、叶位光谱反射率,分析氮含量与反射率的响应关系。结果表明,冬小麦叶片氮含量随施氮量增加而增加,随生育进程而降低,其中,顶3叶变化幅度最大;孕穗期,各施氮处理含氮量大小趋势基本为顶2叶顶1叶顶3叶,其余时期为顶1叶顶2叶顶3叶,顶2叶对氮素响应也较为敏感;叶片光谱预测不同叶位叶片氮含量PLS模型效果均优于冠层光谱,R2最大达0.810,RMSE为0.242。研究以期为冬小麦氮素研究提供一定的理论依据。 相似文献
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水稻营养监测、病虫害诊断中高光谱技术提供了有效、便捷的技术手段,高光谱数据的降维和特征提取至关重要.为了探索有效的高光谱降维方法,利用2019年沈阳市沈北试验基地水稻分蘖期、拔节期和抽穗期的叶片光谱数据及实测的氮素含量数据,首先分窗口对原始高光谱进行Gram-Schmidt变换找到投影空间并映射出主基底,保留具有显著性... 相似文献
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【目的】为实现快速无损地监测水稻叶绿素含量,采用大疆M600 Pro无人机搭载SENOP RIKOLA高光谱仪获取水稻分蘖期冠层高光谱影像。【方法】利用相关性分析筛选出光谱指数的特征波长,构建DSI、RSI、NDSI、MSR、OSAVI和RDVI 6种植被指数,并利用一阶光谱导数计算其红边面积和红边幅值,分析8种光谱参数参与水稻叶绿素含量之间的相关性分析。将这些光谱参数作为CatBoost回归模型的输入变量,分析8种光谱参数对水稻叶绿素含量的估算能力。【结果】基于红边参数的反演模型中红边幅值拟合效果最好,其R2为0.952 4,RSME为0.638 1;基于植被指数的反演模型中OSAVI指数拟合效果最好,其R2为0.941 6,RSME为0.588 5。2种模型均能有效预测水稻叶绿素含量信息,可以作为水稻叶绿素含量监测的依据。【结论】将无人机高光谱遥感影像与机器回归算法相结合,可以实现对水稻冠层叶绿素含量的精准预测,从而对水稻的生长和健康状况进行实时监测,进而实现对水稻的精准施肥和精准灌溉,对水稻的增产增收以及精准农业的发展具有重要意义。 相似文献
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水稻遥感估产的农学机理研究——Ⅰ.不同氮素水平的水稻光谱特征及其敏感波段的选择 总被引：13，自引：0，他引：13
介绍了大田与盆栽条件下不同氮素水平的水稻冠层、叶片和稻株的光谱反射特征曲线。经过光谱差异性检验,找出了诊断水稻氮素营养水平的敏感波段范围,结合考虑实用性确定冠层敏感波段为760～900nm、630～690nm和520～550nm;叶片敏感波段为760～900nm、630～660nm和530～560nm。 相似文献
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叶绿素是水稻光合能力的指示器,水稻叶片叶绿素含量直接影响光合速率。高光谱遥感技术可以为水稻叶片叶绿素含量的定量化诊断提供简便有效、非破坏性的数据采集和处理方法,为构建和验证以水稻光谱参数为自变量的水稻叶片叶绿素含量的高光谱估测模型,对不同氮素条件下水稻叶片叶绿素含量和各类"三边"参数间的相关性进行分析。结果表明,各类"三边参数"中以Dr、SDr、SDr/SDb为自变量的二次模型的决定系数R2达到较大值,分别为0.636、0.644、0.632,通过模型预测精度检验,得出最适合估测水稻叶片叶绿素含量的模型是以Dr为自变量建立的水稻叶片叶绿素含量诊断模型[y=1.278+1.943x+0.880x~2(均方根差为0.83,相对误差为1.4),其中x为冠层光谱参数Dr,该模型可以定量估测水稻叶片叶绿素含量。 相似文献
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江西鹰潭地区早稻氮素营养光谱诊断模型的构建与应用 总被引：6，自引：0，他引：6
【目的】建立基于水稻冠层归一化植被指数NDVI的早稻氮素诊断模型,并利用模型指导水稻生产实践,实现水稻氮素追肥的精确定量。【方法】基于不同氮肥处理的田间试验数据,建立了水稻冠层NDVI与植株吸氮量之间的定量关系,并利用独立试验数据进行了检验,筛选出最佳的氮素光谱诊断模型。在此基础上,结合水稻高产栽培经验,对早稻的追肥用量进行了实时推荐,并和当地农户施肥模式及氮肥-产量曲线计算出的最佳氮肥用量和产量进行对比。【结果】水稻关键生育时期(苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期)的冠层NDVI与水稻植株吸氮量都呈显著正相关,相关性高于整个生育期,指数函数拟合效果要优于线性函数。独立试验检验结果表明,单生育时期的预测效果高于整个生育期,指数模型优于线性模型;其中,分蘖期和拔节期的光谱诊断模型表现最佳,预测精度分别为0.907和0.941。推荐施肥应用表明,与常规农户施肥模式相比,光谱诊断施肥模式在产量不减少的情况下降低了氮肥用量,提高了氮素利用率,而产量与常规施肥没有显著差异。在低密度和高密度处理下,光谱推荐施肥模式的施氮量与最佳施氮量的误差分别为2.12%、-2.22%;而产量与最高产量的误差分别为-0.75%、-5.04%。【结论】光谱推荐施肥模式可在保证产量的情况下,降低氮肥用量,提高氮肥农学利用率,在水稻生产中有较好的推广利用价值。 相似文献
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江西共产主义劳动大学农学系植物生理教研组 《江西农业大学学报》1980,(2)
内容提量本试验以杂交水稻汕优4号和常规品种珍矮11号为材料,分析了水稻分蘖期的碳、氮代谢与分蘖形成的关系。试验表明,水稻分蘖力的大小与主茎醣,氮化合物的含量和供应密切相关,其中与醣的含量关系尤为密切。从氮素和光合能力以及分蘖形成三者之间关系的初步研究得出,叶片较高 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2020,(2)
粳稻氮素含量的快速、无损、准确估算,可以及时掌握粳稻的生长状况,对指导粳稻田间管理具有重要意义。为提高粳稻冠层氮素含量的高光谱反演精度,利用沈阳农业大学路南试验基地2018年粳稻3个关键生育期无人机高光谱影像和同步测定的粳稻冠层氮素含量作为数据源,选用从粳稻冠层光谱中提取的高光谱位置变量、面积变量和植被指数变量3种类型20个光谱特征参数与氮素含量进行相关性分析,选出各个生育期内相关性较高的前3个光谱特征参数作为模型输入分别建立偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BPNN)和思维进化算法优化BP神经网络(MEA-BPNN)3种粳稻冠层氮素含量反演模型并验证。结果表明:在粳稻分蘖期、拔节期、抽穗期,与粳稻氮素含量相关性最好的高光谱特征参数均为红边面积SDr,相关系数分别为0.771,0.664,0.775;MEA-BPNN反演模型与PLSR、BPNN相比,无论在模型精度还是预测能力都有明显提高,在各个生育期,MEA-BPNN模型的建模集和验证集决定系数R~2均达到0.700以上,RMSE均低于0.400以下,说明MEA-BPNN反演模型是筛选出的最佳粳稻冠层氮素含量反演模型。综上研究,该模型能够快速无损反演粳稻冠层氮素含量,可为后续施肥决策提供支持。 相似文献
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红边参数LRPSA评价水稻氮素营养的可行性研究 总被引：7，自引：0，他引：7
本文提出上下叶位叶片红边一阶微分光谱反射峰变化趋势的描述参数LRPSA(leaf red edge peak slope angle)。利用小区试验测量的数据分析LRPSA与叶片光谱、叶绿素含量、SPAD值、叶片光谱红边斜率以及叶片含氮量之间的相关性，在此基础上分别建立估算氮素含量的回归模型。为了验证LRPSA估算叶片氮素含量效果，利用未知区域测量数据进行模型估算R^2和拟和R^2比较研究。研究结果表明LRPSA估算氮素含量的效果上位叶好于下位叶，并且在孕穗期、抽穗期、灌浆期内试验测得的数据估算氮素含量效果好于整个生育期的估算效果。另外如果以正常施肥田块水稻作为参照区，测量参照区参数LRPSA，再与未知区域进行对比分析，可以定性评价田间水稻施用氮肥的丰缺状况。 相似文献
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水稻叶片高光谱响应特征及氮素估算 总被引：2，自引：0，他引：2
《江苏农业科学》2017,(23)
将高光谱遥感技术应用于高纬度高海拔宁夏回族自治区,探讨水稻氮素快速无损的监测方法,为科学合理地施肥提供依据。对3个不同施氮水平、5个生育期水稻叶片反射光谱的响应特征及叶片叶绿素相对含量(SPAD值)进行对比分析,将光谱及SPAD值与氮素含量进行相关分析,筛选诊断氮素含量的特征光谱并构建氮素估算模型。结果表明,随着生育期的推进,叶片光谱反射率在可见光范围内呈增加趋势,该变化特征与SPAD值变化规律基本一致,近红外区光谱反射率呈先增加后降低的规律;随氮素含量增加可见光反射率降低,近红外反射率增加,SPAD值与氮素含量呈正相关(r=0.766);各波段对氮素的光谱响应程度不同,可见光波段更敏感,原始光谱612 nm和一阶微分666 nm为特征波长;叶片氮素估算最优模型为y=9.155x1-0.111x2+0.050x3+2.102(x1、x2、x3分别为R612 nm、R666 nm、SPAD值)。 相似文献
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【目的】为了研究不同水分处理下冬小麦冠层叶片氮素的分布情况。【方法】文章以2014年北京市农林科学院试验田的冬小麦为研究对象,在野外观测实验的支持下,分析不同水分处理下冬小麦氮素垂直分布规律及冠层光谱变化规律,并对不同水分处理下冠层不同叶位光谱指数与叶片氮素进行相关性分析。【结果 /结论】在挑旗期W2水分处理下叶片氮素含量最大,而W1、W3、W4、W5随着灌水量增加叶片氮素含量降低,在拔节期上2叶的氮素含量高于上1叶,而到了抽穗期和灌浆期随着叶位的升高氮素含量逐渐升高;对于拔节期未做水分处理时光谱反射率差异性表现为W2W3W4W5W1。除拔节期外其他生育期随灌水量增加冠层叶片光谱反射率降低;拔节期上1叶在W1、W2水分处理下氮素与光谱指数相关性达显著性水平,最大相关性为0.87,挑旗期上1叶、上3叶、上5叶氮素与光谱指数相关性达显著性水平,最大相关性为0.90,抽穗期上1叶、上2叶、上3叶、上4叶氮素与光谱指数达显著性水平,最大相关性为0.92,灌浆期、上2叶氮素与光谱指数相关性达显著性水平其最大相关性为0.96。 相似文献
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利用高光谱近地遥感技术,采集不同氮素水平下的不同生育期的寒地玉米冠层高光谱图像,采用ENVI软件提取玉米冠层的光谱反射率。结果表明,不同氮素水平下寒地玉米冠层反射率存在较大差异,玉米“红边”具有双峰现象,红边位置呈“红移”现象;根据玉米冠层高光谱反射率以及红边位置峰值可定性区分严重缺氮、正常施氮和过量施氮。 相似文献