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1.
钾素是蜜柚营养三要素之一,是准确诊断和定量评价生长状况的重要指标,建立合适的蜜柚叶片钾素含量高光谱估算模型,为实现快速、无损、精确的钾素含量估测提供依据。基于蜜柚叶片高光谱数据和钾素含量实测数据,首先分析蜜柚叶片钾素含量与原始及一阶微分光谱的相关性,然后分析与敏感波段植被参数的相关性,并找出相关性较好的光谱参数,建立蜜柚叶片钾素含量偏最小二乘回归模型（PLS）、BP神经网络回归模型（BPNN）、随机森林回归模型（RF）和支持向量机回归模型（SVM）,并确定蜜柚叶片钾素含量最佳估算模型。在513~598 nm和699~735 nm处,蜜柚叶片钾素含量与原始光谱反射率呈显著负相关,最大负相关系数分别为-0.47（554 nm）和-0.45（715 nm）。在507~552 nm和691~711 nm处,蜜柚叶片钾素含量与一阶微分光谱反射率呈显著负相关,最大负相关系数分别为-0.54（528 nm）和-0.53（702 nm）;在557~655 nm处,二者呈显著正相关,最大正相关系数为0.58（579 nm）。选择554、715、528、579、702 nm构建光谱参数,建立差值植被指数（DVIλ1, λ2）、比值植被指数（RVIλ1, λ2）和归一化植被指数（NDVIλ1, λ2）等,其中与蜜柚叶片钾素含量相关性较好的光谱参量为NDVI′579,702、RVI554,715、RVI′528,579、R′579。建立PLS、BPNN、RF和SVM等4种回归模型估算蜜柚叶片钾素含量并进行对比验证,4种估算模型的决定系数（R2）分别为0.72、0.74、0.84和0.81,均方根误差（RMSE）分别为2.44、2.28、1.49和1.61;相对误差（RE）分别为9.95%、9.01%、7.84%和8.01%。验证模型的R2分别为0.79、0.84、0.85和0.82,RMSE分别为1.69、1.48、1.34和1.41,RE分别为8.47%、7.70%、6.12%和6.35%,RF估算模型精度稍高于PLS、BPNN和SVM估算模型。 相似文献
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为了快速监测小麦叶片水分含量,以敏感波段组和植被指数组2种变量分别作为输入变量,以地面同步观测的冬小麦叶片含水量作为输出变量,分别采用偏最小二乘(partial least squares, PLS)、极限学习机(extreme learning machine, ELM)和粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)优化极限学习机,建立冬小麦叶片含水量预测模型,并对其反演效果进行比较。结果表明,光谱反射率和植被指数与叶片含水量之间存在较为密切的相关性,依此确定的敏感光谱波段为红光、蓝光和近红外波段,敏感植被指数为绿度指数、过红指数、归一化绿红差值指数、三角形植被指数和过绿指数。从2种变量的建模效果看,基于植被指数组构建的模型的精度和稳定性均优于敏感波段组,其中基于植被指数组的PSO-ELM模型在6个叶片水分含量反演模型中表现最佳,其r2和RMSE分别为0.98和0.26%。利用最优模型反演得到研究区冬小麦叶片含水量的分布范围为45%～75%,平均为64.57%,反演结果与地面实测较相符,说明基于无人机光谱数据通过建立以植被指数为... 相似文献
3.
基于Dualex植物多酚-叶绿素仪的冬小麦叶绿素含量高光谱估算 总被引：2，自引：0，他引：2
为探讨基于Dualex植物多酚-叶绿素仪和高光谱遥感技术反演小麦叶绿素含量的可行性,利用Dualex植物多酚-叶绿素仪,测定不同生育时期冬小麦叶片叶绿素含量(Chl),同时进行叶片光谱测定,以对Chl敏感的1个一阶导数波段、3个三边参数和3个植被指数作为自变量,利用偏最小二乘法(PLS)和支持向量回归(SVR)构建估测模型,并利用验证样本对各生育时期估测模型进行精度检验,同时与传统的单因素模型进行了比较。结果表明,冬小麦反射光谱曲线在不同生育时期有所不同,且随着叶绿素含量的增加,可见光波段的光谱反射率不断降低;在以一阶导数光谱敏感波段、三边参数以及植被指数构建的冬小麦Chl单因素估算模型中,基于各生育时期显著相关的植被指数构建的模型精度最优;以7个参数作为自变量,利用偏最小二乘法(PLS)和支持向量回归(SVR)构建的模型在各生育时期均表现出较好的拟合性及预测精度,尤其利用SVR建立的模型建模决定系数在0.8以上,预测决定系数在0.7以上,是进行冬小麦叶片Chl估测的最优模型。 相似文献
4.
【目的】为氮、磷、钾肥在小麦生产中的科学施用提供理论与技术依据。【方法】以扬麦12为供试品种．采用“3414”最优回归设计研究不同施肥方案对小麦经济性状和产量的影响,并通过拟合三元二次和一元二次肥效模型,确定小麦的最佳推荐施肥量。【结果】施氮、磷、钾肥小麦的增产率分别为306．50％、8．49％和4．24％;不施氮、磷、钾肥小麦的相对产量为24．60％、92．17％和95．93％、土壤地力贡献率为21．82％,萧山区土壤氮、磷、钾的丰缺等级分别为极低、中、高。[结论]在该试验条件下,施氮效果最好,磷肥次之,钾肥有一定增产增收效果;结合当地生产实际,确定氯、磷、钾肥最佳经济推荐施用量分别为266．40、73．20、53．70kg／hm2。 相似文献
5.
以‘HAES741’澳洲坚果品种为试材,采用沙培试验,研究营养液不同磷水平（0、0.01、0.1、0.5、2.5、10 mmol/L H2PO4 -）下盆栽澳洲坚果幼树矿质元素（钾、磷、钙与镁）含量的变化。结果表明：随着供磷水平的升高,澳洲坚果幼树叶片、茎及根系的钾、磷含量在较低供磷水平（0~0.5 mmol/L）下增长较小或者无明显变化,但在较高供磷水平（2.5~10 mmol/L）时增幅较大,并且各器官的钾、磷含量均与不同供磷水平呈极显著性相关关系。不同供磷水平对茎的钙、镁含量影响不明显,随供磷水平的增加叶片的钙、镁含量显著降低,而根系的钙、镁含量则呈先下降后上升的趋势,均以0.1 mmol/L供磷处理含量较低。 相似文献
6.
M. A. Amaro Lopez G. Zurera Cosano R. Moreno Rojas R. M. García-Gimeno 《Plant foods for human nutrition (Dordrecht, Netherlands)》1996,49(1):13-26
The essential elements: calcium (Ca), magnesium (Mg), sodium (Na) potassium (K) and phosphorus (P) were analyzed in fresh asparagus to determine the effect of the ripening of the asparagus on the mineral content. Asparagus samples were classified in two groups by diameter (<11 mm and >14 mm). Asparagus from a sample group with the same diameter were divided into two portions (apical and basal) according to distance from the tip. The concentrations of calcium, magnesium and phosphorus increased with the ripening process of the asparagus while the content of sodium decreased when the white asparagus turned into a green ripening state. No significant differences were established for potassium. The green ripening state was the group with the greater concentration of calcium, magnesium and phosphorus. Statistically significant differences (p<0.001) were observed between portions of asparagus (tip and rest of stem) in the contents of the five mineral elements analyzed. The levels of mineral elements investigated increased notably in the tip of the asparagus with the exception of sodium and potassium of which the levels in the apical portion decreased or hardly modified. The variance analyses determined statistically significant differences (p<0.001) in the concentration of magnesium, sodium and phosphorus between asparagus diameters (<11 and >14 mm) and no significant differences (p>0.05) were found for calcium and potassium. The mean element levels were (mg/kg dry weight): Ca=3240±1186; Mg=1818±490; Na=368±86; K=37297±4167 and P=6809±2491. 相似文献
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为解决大田冬小麦叶片叶绿素含量估测模型精度低、通用性弱的问题,在获取冬小麦拔节期和抽穗期冠层红光波段反射率(BRred)和近红外波段反射率(BRnir)的基础上,计算归一化差值植被指数(NDVI)、差值植被指数(DVI)、比值植被指数(RVI)、土壤调节植被指数(SAVI)、改进型比值植被指数(MSR)、重归一化植被指数(RDVI)、II型增强植被指数(EVI2)和非线性植被指数(NLI)等8个植被指数。经统计分析,选择与叶片叶绿素含量(SPAD值)相关性较好的5个遥感光谱指标(NDVI、MSR、NLI、BRred和RVI)作为输入变量,建立了冬小麦叶片叶绿素含量的BP神经网络估测模型(WWLCCBP),并对估测模型进行精度验证。结果表明,WWLCCBP估测模型在拔节期估测的决定系数(r2)为0.84,均方根误差(RMSE)为5.39,平均相对误差(ARE)为9.87%。抽穗期的估测效果与拔节期较为一致。将WWLCCBP和高分六号影像... 相似文献
8.
基于Sentinel-2多光谱数据和机器学习算法的冬小麦LAI遥感估算 总被引：1，自引：0，他引：1
为了丰富大田尺度下冬小麦叶面积指数的遥感估算方法并提高估算精度,以关中地区冬小麦为对象,基于Sentinel-2多光谱卫星数据与地面同步观测的冬小麦叶面积指数样点数据,应用偏最小二乘回归(PLSR)、反向传播神经网络(BPNN)和随机森林(RF)法构建冬小麦叶面积指数估算模型,进行区域冬小麦叶面积指数遥感反演。结果表明,Sentinel-2多光谱卫星影像中心842nm近红外B8波段与冬小麦叶面积指数相关性最好,样本总体相关系数为0.778;植被指数中反向差值植被指数(IDVI)与冬小麦叶面积指数相关性最好,样本总体相关系数为0.776。各种估算模型中LAI-RF模型预测效果最佳,r~2为0.72,RMSE为0.53,RE为16.83%。基于LAI-RF估算模型,应用Sentinel-2多光谱卫星数据较好地反演了研究区冬小麦叶面积指数区域分布,其结果总体上与地面真实情况接近,说明以Sentinel-2卫星影像数据建立LAI-RF估算模型,可应用于区域冬小麦LAI反演制图。 相似文献
9.
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秸秆还田条件下不同有机肥对土壤养分和冬小麦养分积累的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为了解秸秆还田条件下不同类型有机肥在麦田的施用效果,采用田间试验,设置T1(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎深翻还田)、T2(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎+有机肥A 1 500kg·hm~(-2)深翻还田)、T3(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎+有机肥B 1 500kg·hm~(-2)深翻还田)3个处理,研究了秸秆还田条件下不同类型有机肥对冬小麦越冬期、孕穗期和成熟期土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)、土壤速效养分含量、冬小麦植株养分积累量以及冬小麦产量和当季经济效益的影响。结果表明,与T1处理相比,T2处理冬小麦各生育时期土壤微生物量碳、氮、土壤矿质态氮和土壤速效钾含量、植株氮和钾的积累量、冬小麦孕穗期和成熟期土壤速效磷含量、植株磷的积累量均显著提高;冬小麦实际产量和当季相对净收益亦均显著增加,分别提高了17.5%和22.0%。T3处理冬小麦越冬期土壤微生物量碳、越冬期和孕穗期土壤微生物量氮、各生育期土壤矿质态氮和越冬期土壤速效钾、各生育期植株氮和钾的积累量、孕穗期和成熟期植株磷的积累量亦均显著提高;冬小麦实际产量提高10.3%,达显著水平,但其当季经济效益并未显著提高。本试验条件下,综合施用两种有机肥对不同指标的影响,以T2处理效果更佳。 相似文献
11.
小麦叠加叶片的叶绿素含量光谱反演研究 总被引：5，自引：0，他引：5
为了给田间冠层水平叶绿素含量高光谱反演研究提供参考,研究了小麦单层及叠加叶片不同波长光谱反射率及几种常用植被指数对叶绿素含量的响应特征。结果表明,可见光波段的绿光到红光波段范围内叶片光谱反射率与叶绿素含量存在良好的相关关系,其中在绿光反射峰550 nm附近和红边区域的705 nm附近反射率都可以用来预测叶绿素含量。红谷吸收表现为随叶绿素含量提高而蓝移的特征。常用植被指数NDVI在本研究中对小麦叶片的叶绿素含量的监测效果并不理想。SR705虽然与单层叶片叶绿素含量相关性较好,但是对叠加多层叶片的叶绿素含量反演效果不好。光谱参数中TCARI对单层叶片和不同叠加层数的叶片均有最好的预测能力,因此可以利用TCARI监测小麦叶绿素含量,进而用于评价其光合特性。 相似文献
12.
为明确华北地区不同小麦品种在正常和缺水条件下N、P、K的吸收利用特点,进一步实现资源高效利用,选用3个不同生态类型品种(沧麦6001、邯麦9、济麦22),设置相对含水量分别为60%~80%(正常)和40%~60%(亏缺)两个浇灌水平,进行人工气候室箱体栽培试验,测定各小麦品种不同器官N、P、K含量和分配、干物质积累以及对籽粒产量构成要素的影响。结果表明,N、P、K含量和分配具有明显的器官特性,其中籽粒N和P含量显著高于其他部位,K含量最低。水分亏缺限制了沧麦6001籽粒N和K的吸收,同时促进了N和P向籽粒的转运;限制了邯麦9茎秆K的吸收,促进了P向颖壳的转运;限制了济麦22叶片、籽粒P的吸收,同时促进了N向颖壳和籽粒的转运,从而改变了小麦不同部位养分比例平衡以及干物质积累。N、P含量与干物质积累呈显著正相关,K含量与其呈显著负相关,但均未直接影响产量及其构成要素。亏缺灌溉下(亏缺量为24.39mm),邯麦9穗数、产量及济麦22穗数显著降低,而沧麦6001穗数、穗粒数和产量显著提高。因此,适度控制水分并提高营养元素向籽粒的转运效率是提高小麦产量和品质的重要途径。 相似文献
13.
《Plant Production Science》2013,16(4):400-411
AbstractNon-destructive monitoring and diagnosis of plant nitrogen (N) concentration are of significant importance for precise N management and productivity forecasting in field crops. The present study was conducted to identify the common spectra wavebands and canopy reflectance spectral parameters for indicating leaf nitrogen concentration (LNC, mg N g-1 DW) and to determine quantitative relationships of LNC to canopy reflectance spectra in both rice (Oryza sativa L.) and wheat (Triticum aestivum L.). Ground-based canopy spectral reflectance and LNC were measured with seven field experiments consisting of seven different wheat cultivars and five different rice cultivars and varied N fertilization levels across three growing seasons for wheat and four growing seasons for rice. All possible ratio vegetation indices (RVI), difference vegetation indices (DVI), and normalized difference vegetation indices (NDVI) of key wavebands from the MSR16 radiometer were calculated. The results showed that LNC of wheat and rice increased with increasing N fertilization rates. Canopy reflectance, however, was a more complicated relationship under different N application rates. In the near infrared portion of the spectrum (760?1220 nm), canopy spectral reflectance increased with increasing N supply, whereas in the visible region (460?710 nm), canopy reflectance decreased with increasing N supply. For both rice and wheat, LNC was best estimated at 610, 660 and 680 nm. Among all possible RVI, DVI and NDVI of key bands from the MSR16 radiometer, NDVI(1220, 610) and RVI(1220, 610) were most highly correlated to LNC in both wheat and rice. In addition, the correlations of NDVI(1220, 610) and RVI(1220, 610) to LNC were found to be higher than those of individual wavebands at 610, 660 and 680 nm in both wheat and rice. Thus LNC in both wheat and rice could be indicated with common wavebands and vegetation indices, but separate regression equations are necessary for precisely describing the dynamic change patterns of LNC in wheat and rice. When independent data were fit to the derived equations, the root mean square error (RMSE) values for the predicted LNC with NDVI(1220, 610) and RVI(1220, 610) relative to the observed values were 10.50% and 10.52% in wheat, and 13.04% and 12.61% in rice, respectively, indicating a good fit. These results should improve the knowledge on non-destructive monitoring of leaf N status in cereal crops. 相似文献
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分析测定了大田条件下2个水稻品种在3个氮素水平下的剑叶和穗从乳熟期至收割的光谱反射率(350~2500 nm)及对应剑叶和穗的叶绿素（Chl）、类胡萝卜素（Car）含量,并利用相关分析研究了11个植被指数与剑叶、穗的叶绿素含量之间的关系。mSR705、mND705在试验范围各叶绿素含量水平下，都表现极显著的相关性。mSR705、mND705与叶片、穗叶绿素含量进行线性回归，两者拟合R2分别为0.9319和0.9488（n＝48）。植被指数与类胡萝卜素、Car/Chl间的相关性分析表明，光化学反射指数（PRI）与剑叶、穗Car/Chl都有很好的负相关（R2=0.7745，n=48）, 可以用来预测不同植被结构的Car/Chl;R760/R500与剑叶Car/Chl和穗Car含量也具有较好的相关性。结果表明，mSR705、mND705和PRI等指数可用于估算叶片、穗的色素含量，作为水稻成熟度的监测指标。 相似文献
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湖北江北农场小麦肥效试验与施肥推荐 总被引：2，自引：0，他引：2
为给小麦测土配方施肥体系的建立提供参考,以小麦品种郑麦9023为试验材料,通过在江北农场五个分场布置小麦"3414"肥料效应试验,研究了氮、磷、钾肥对小麦产量和经济效益的影响。结果表明,施肥对小麦的增产效果明显,小麦施用氮肥的增产效果最好,磷肥次之,钾肥最小,相应增产率为17.5%～69.5%,纯增收入为917.2～2 464.1元·hm-2。通过配置三元二次和一元二次肥效模型,结合田间试验实际情况,确定小麦的最佳施肥量为纯N 140～160kg·hm-2,P2O550～60kg·hm-2,K2O 50～60kg·hm-2。 相似文献
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为了探讨多角度遥感在白粉病胁迫下监测小麦叶绿素含量的适宜角度,以易感白粉病品种偃展4110和中感白粉病品种国麦301为试验材料,获取三种不同生长环境(病圃田、接种田和自然感病田)下抽穗至灌浆期小麦冠层多角度反射光谱及叶绿素含量,分析不同时期叶绿素含量变化及其与多角度反射率的关系,建立白粉病胁迫下小麦叶绿素含量监测模型。结果表明,由红边波段构建的光谱参数对白粉病胁迫下叶绿素含量变化反应敏感。优化筛选出的植被指数与叶绿素含量之间的相关性在前向角度观测时优于垂直角度观测,而垂直观测角度好于后向角度观测,整体上以前向20°最佳。植被指数中,光谱参数RES(红边对称度)表现较好,在前向20°下的监测精度达0.725。因此,在前向20℃观察条件下可用RES对白粉病危害后小麦冠层叶绿素含量变化进行有效监测。 相似文献
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以科玉3号为材料,运用“3415”（三因素四水平15个处理）试验方案进行玉米肥料效应试验,通过对试验数据进行回归分析,发现玉米产量与氮、磷、钾施用量之间有显著的相关性,经三元回归分析得出每公顷氮磷钾最大施肥量为N 238.31 kg,P 110.47 kg,K 106.46 kg,最佳效益施肥量为N184.06 kg,P 83.94 kg,K 79.72 kg,而一元回归得出的每公顷氮磷钾最大施肥量为N 187.921 kg,P 80.92 kg,K 77.03kg,最佳施肥量为N 169.79 kg,P 72.72 kg,K69.82 kg。从数据来看,采用一元二次回归得出的最大和最佳施肥量更接近试验施肥方案。 相似文献
18.
SPOT 5与HJ遥感影像用于冬小麦氮素监测的效果对比 总被引：2，自引：0，他引：2
为探讨HJ遥感影像对冬小麦氮素监测的适用性,利用同期获取的SPOT5和HJ1B遥感影像,结合同步地面取样测试,从传感器的光谱响应、监测模型精度以及叶片氮含量空间填图3个方面,对冬小麦氮素的遥感影像监测效果进行了分析与评价。结果表明,两类遥感影像的3个波段反射率及植被指数与小麦叶片氮含量均密切相关,其中,SPOT5影像的最优模型植被指数为GNDVI（绿色归一化植被指数）,HJ1B影像的最优模型植被指数为NDVI（归一化植被指数）,SPOT5影像在监测精度上优于HJ1B影像,但差别不大。填图结果表明,除地块较破碎地带外,利用HJ1B影像反演填图所得的小麦叶片氮含量在空间分布上与SPOT5影像结果比较一致。说明利用SPOT5与HJ遥感影像监测小麦氮素营养状况都是可行的,而HJ遥感影像在一定精度要求范围内能够替代SPOT5等遥感影像的监测效果。 相似文献
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美国国家航空航天局（NASA）成功发射了最新系列的陆地卫星（Landsat-8）,搭载的陆地成像仪（OLI）对波段进行了重新调整,从而避免了大气吸收干扰,能够更好地区分植被和无植被特征,为农业遥感提供了全新的高质量数据。本文选取皖北（阜阳、蚌埠、宿州）为研究区域,以Landsat-8遥感影像为研究数据,经缨帽变换得到遥感影像的主成分信息,并用其分量甄选出不同地物的端元,最后建立线性混合像元模型（LSMM）,并对皖北地区冬小麦进行提取。与历史统计数据对比,冬小麦种植面积的提取精度达到了90%以上,说明利用Landsat-8和LSMM开展大尺度范围的小麦种植面积提取具有明显的优势。 相似文献
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冬小麦叶片花青素相对含量高光谱监测 总被引：1，自引：0，他引：1
为探究冬小麦叶片花青素含量的高光谱监测方法,以陕西省关中地区冬小麦为研究对象,分析了叶片光谱反射率与花青素含量的相关性,建立以不同波段组合的RSI、DSI和NDSI光谱指数为自变量的一元回归模型以及利用偏最小二乘法构建的多元回归模型,并进行模型精度比较。结果表明,所有模型中,开花期的PLS模型精度最高,预测效果最好(建模r~2=0.872 3,RMSE=0.005 9;检验r~2=0.912 8,RMSE=0.004 8),是预测冬小麦花青素的最优模型;各生育时期中,开花期模型精度较高,表现稳定,是预测冬小麦花青素的最佳生育时期。 相似文献