首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 515 毫秒
1.
为探讨基于神经网络对小麦地上部生物量(aboveground biomass,AGB)进行遥感估测的可行性,在江苏省泰州泰兴市、盐城大丰区和宿迁沭阳县布设冬小麦大田试验,在对冬小麦近红外波段反射率(near-infrared band reflectance,REFnir)、红光波段反射率(red band reflectance,REFred)、归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、差值植被指数(difference vegetation index,DVI)、比值植被指数(ratio vegetation index,RVI)、土壤调节植被指数(soil adjusted vegetation index,SAVI)和优化土壤调节植被指数(optimized soil adjusted vegetation index,OSAVI)等7个遥感光谱指标与冬小麦生长指标(LAI和AGB)进行相关性分析基础上,构建基于BP神经网络的冬小麦AGB估测模型,并与多元线性回归估测模型进行精度比较。结果表明,冬小麦拔节期REFred、NDVI、RVI、SAVI、OSAVI和LAI与AGB之间存在较好相关性,其中LAI与AGB的相关性最高(相关系数为0.782),SAVI与AGB的相关性最低(相关系数为0.647)。利用BP神经网络建立的冬小麦AGB估测模型AGBBP的决定系数(r)为0.918,均方根误差(root mean square error,RMSE)为582.9 kg·hm-2,平均相对误差(average relative error,ARE)为18.4%。利用多元线性回归分析建立的冬小麦AGB估测模型AGBRAr为0.784,RMSE为871.1 kg·hm-2, ARE为32.6%。利用冬小麦抽穗期AGB实测数据再对模型AGBBP和AGBRA进行验证,其RMSE分别为1 140.4和1 676.7 kg·hm-2, ARE分别为20.5%和33.1%。由此可以看出,冬小麦估测模型AGBBP精度优于模型AGBRA,说明利用多个遥感光谱指标结合LAI建模可以有效提高冬小麦AGB的估测精度。  相似文献   

2.
为探讨遥感信息和作物生长模型在作物估产方面的优势互补特性,选取河北省藁城市冬小麦作为研究对象,采集多个关键生育时期的生理生化、农田环境、气象等数据,并获取准同步的环境减灾小卫星HJ-CCD影像数据,采用植被指数反演冬小麦叶面积指数(LAI),基于扩展傅里叶振幅灵敏度检验法(EFAST)对WOFOST作物模型的26个初始参数进行全局敏感性分析,筛选敏感性参数,调整WOFOST模型的核心参数,利用查找表优化算法构建基于WOFOST模型和遥感LAI数据同化的区域尺度冬小麦单产预测模型,并定量预测区域冬小麦单产水平。结果表明,增强型植被指数(EVI)是遥感反演LAI的最佳植被指数(开花期建模r=0.913,RMSE=0.410,灌浆期建模r=0.798,RMSE=0.470),预测能力最强(开花期r=0.858,RMSE=0.531,灌浆期r=0.861,RMSE=0.428);筛选出6个待优化参数,即TSUM1、SLATB1、SLATB2、SPAN、EFFTB3和TMPF4;产量预测精度r=0.914,RMSE=253.67 kg·hm-2,找到了待优化参数的最佳取值,最终完成了单产模拟。  相似文献   

3.
在关中平原冬小麦生产中,降雨分布不合理和肥料利用效率低制约了农业的发展。为提高该地区小麦产量和水氮利用效率,于2017-2019年在陕西杨凌西北农林科技大学曹新庄试验站进行冬小麦田间试验,供试品种为普冰151,采用施氮和灌水二因素裂区设计,灌水量为主区(W0:0m·hm-2;W1:600  m·hm-2;W2:12 00 m·hm-2),灌溉方式为微喷灌;施氮量为副区(N0:0 kg·hm-2;N1:75 kg·hm-2;N2:150 kg·hm-2;N3:225 kg·hm-2;N4:300 kg·hm-2),研究了灌溉量和施氮量对冬小麦产量和水氮利用效率的影响。结果发现,灌溉量和施氮量对冬小麦产量、经济效益和水氮利用效率有显著影响;灌溉能提高氮肥偏生产力和水分利用效率,灌溉水利用效率随着灌溉量增加而降低,水分利用效率随着灌溉量增加先升高后降低。施氮量超过150 kg·hm-2,水分利用效率、灌溉水利用效率和冬小麦产量不会显著增加,氮肥偏生产力随着施氮量升高而降低。因此,施氮量150 kg·hm-2配合越冬灌水600 m·hm-2,能够在保障高产的基础上,提高水、氮利用效率,降低种植投入成本,增加农民收入,实现关中平原小麦高产高效水氮运筹的目标。  相似文献   

4.
为了实现基于无人机的小麦产量快速预测,通过不同种植密度、氮肥和品种的田间试验,应用无人机航拍获取小麦生育前期(越冬前期和拔节期)的RGB图像,通过图像处理获取小麦田间颜色和纹理特征指数,并在小麦收获后测定实际产量。通过分析不同颜色和纹理特征指数与小麦产量的关系,筛选出适合小麦产量预测的颜色和纹理特征指数,建立小麦产量预测模型并进行验证。结果表明,小麦生育前期图像颜色指数与产量的相关性较好,而纹理特征指数相关性较差。对越冬前期利用单一颜色指数NDI构建的产量预测模型验证时,R为0.541,RMSE为671.26 kg·hm-2;对拔节期用单一颜色指数VARI构建的产量预测模型验证时,R为0.603,RMSE为639.78 kg·hm-2,预测结果比较理想,但不是最优。对越冬前期颜色指数NDI和纹理特征指数ENT相结合构建的产量预测模型验证时,R和RMSE分别为0.629和611.82 kg·hm-2,比单一颜色指数模型分别提升16.27%和减小8.85%;对拔节期颜色指数VARI和纹理特征指数COR相结合构建的产量预测模型验证时,R和RMSE分别为0.746和510.29 kg·hm-2,较单一颜色指数模型分别提升23.71%和减小20.24%。上述结果说明,将无人机图像颜色和纹理特征指数相结合建立的估产模型精度较高,可在小麦生育前期对产量进行有效预测。  相似文献   

5.
为探索高寒湿润区冬小麦高产和高效的最佳施肥方案,利用甘肃临夏州的“3414”田间试验结果建立了和政县高寒湿润地区的冬小麦肥料效应函数,根据其计算氮磷钾肥最佳配比。结果表明,在高寒湿润区中等土壤肥力条件下,冬小麦产量与氮、磷、钾施用量呈三元二次函数关系。冬小麦最佳经济产量为5 675.93 kg·hm-2,氮、磷、钾最佳经济施肥量依次为N 186.84 kg·hm-2、P2O5 89.93 kg·hm-2和K2O 41.17 kg·hm-2,氮、磷、钾最佳经济配比(N∶P2O5∶K2O)为1∶0.48∶0.22。氮、磷、钾肥在合理施用量范围内对冬小麦的增产增效作用表现为氮肥>磷肥>钾肥,氮、磷、钾肥配施的增产效应表现为NPK配合>NP配合>NK配合>PK配合。  相似文献   

6.
为探索冬小麦-夏玉米一体化种植中小麦的适宜群体配置模式,设置20 cm-20 cm(R1)、12 cm-12 cm-12 cm-24 cm(R2)及13 cm-20 cm(R3)三种行距处理方式和120 kg·hm-2(S1)、157.5 kg·hm-2(S2)及195 kg·hm-2(S3)三种播量,研究了行距和播量对小麦冠层结构特征和光合特性及产量的影响。结果表明,不同处理对各指标的影响因小麦生育时期的变化而不同。在孕穗至开花期, R1S1处理的小麦叶片SPAD值、净光合速率(Pn)及气孔导度(Gs)高于其他处理,开花期后R2S2处理表现出明显的光合优势。其中,R2S2处理的小麦LAI、叶倾角(MTA)在开花期后高于其他处理,在花后10 d之后其SPAD、Pn值最高。在不同处理中,R2S2处理产量最高,这主要归因于其有较高的穗数和千粒重。因此,在本试验条件下小麦高产的最佳群体配置是行距12 cm-12 cm-12 cm-24 cm和播量157.5 kg·hm-2。  相似文献   

7.
为给甘肃河西绿洲灌区啤酒大麦垄作沟灌栽培的水肥管理提供参考,通过裂区试验,设置4个不同灌溉定额(1 500 m·hm-2、2 100 m·hm-2、2 700 m·hm-2和3 300 m·hm-2)和3个不同施肥水平(N 75 kg·hm-2+P2O556.25 kg·hm-2、 N 150 kg·hm-2+P2O5112.5 kg·hm-2、N 225 kg·hm-2+P2O5168.75 kg·hm-2),研究了灌水和施肥对垄作沟灌栽培啤酒大麦产量及水分利用效率的影响。结果表明,灌溉定额、施肥量及水肥互作对啤酒大麦的产量和水分利用效率均有明显影响。当灌溉定额从1 500 m·hm-2增大到2 700 m·hm-2时,啤酒大麦千粒重提高5.36 g,成穗数增加1.16×106·hm-2,增产57.99%,水分利用效率提高24.12%;灌水量超过2 700 m·hm-2时,增产效果不明显。在N 75~150 kg·hm-2、P2O556.25~112.5 kg·hm-2范围内,增施肥料有利于啤酒大麦千粒重和穗粒数增加,并显著提高产量和水分利用效率。在灌溉定额2 700 m·hm-2、纯N 150 kg·hm-2、P2O5 112.5 kg·hm-2条件下,垄作沟灌栽培啤酒大麦的产量和水分利用效率分别为6 239.84 kg·hm-2和13.33 kg·mm-1·hm-2,水肥利用效果和经济效益相对较优。  相似文献   

8.
施氮量对渭北旱地冬小麦产量和籽粒品质的影响   总被引:3,自引:0,他引:3  
周栋  于琦  李敖  李军 《麦类作物学报》2020,40(7):818-825
为明确施氮量对渭北旱塬冬小麦产量与籽粒品质的影响,以小麦品种长6359和晋麦47为供试材料,设置0、60、120、180、240 kg·hm-2共5个施氮水平(分别用N0、N1、N2、N3、N4表示),探究施氮量对旱地冬小麦产量和籽粒品质相关指标及氮素农学效率的影响。结果表明:(1)在0~180 kg·hm-2施氮范围内,施氮对旱地冬小麦的穗数和产量影响均达到显著水平,但穗粒数和千粒重在不同施氮处理之间差异均不显著。施氮量达到240 kg·hm-2 时,穗数依旧增长,穗粒数和籽粒产量则出现一定程度的降低。(2)在 0~180 kg·hm-2 施氮范围内,籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率、淀粉含量、沉降值、面团稳定时间和形成时间均随施氮量的增加而提高,但出粉率并未与施氮量呈现相关性,容重则与施氮量呈负相关。施氮量超过180 kg·hm-2 后,除面团形成时间外,其余品质参数均下降。(3)从冬小麦各生育时期植株氮素含量与品质相关性看,拔节期二者关系最为密切。综合考虑冬小麦产量与籽粒品质,推荐渭北旱地麦田最适宜的施氮量为180 kg·hm-2,较渭北旱塬平均施氮量降低约6.4%,推荐品种为晋麦47。  相似文献   

9.
基于无人机多时相遥感影像的冬小麦产量估算   总被引:1,自引:0,他引:1  
为高效准确地预测小麦产量,以浙江省冬小麦为研究对象,利用四旋翼无人机精灵4多光谱相机获取冬小麦5个关键生育时期(拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期)的冠层多光谱数据,选取多光谱相机的五个特征波段计算各生育时期的72个植被指数,分别通过逐步多元线性回归(SMLR)、偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BPNN)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)构建不同生育时期的产量估算模型,最后采用决定系数(R)、均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)对估算模型进行评价,筛选出最优估算模型。结果表明,基于随机森林建立的模型估算效果最优,SMLR、PLSR和SVM三种方法建立的模型估算效果接近。利用随机森林算法所建拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期模型的R、RMSE和RE分别为0.92、0.35、11%;0.93、0.33、10%;0.94、0.32、9%;0.92、0.36、9%;0.77、0.67、33%。模型验证时,抽穗期估算效果最好(R、RMSE和RE分别为0.91、0.35和15%),拔节期、孕穗期、灌浆期估算效果接近且有很好的估算能力,成熟期估算精度最差(R、RMSE和RE分别为0.71、0.47和13%)。由此说明,结合机器学习算法和无人机多光谱提取的植被指数可以提高小麦产量估算效果。  相似文献   

10.
为揭示大气NH3浓度升高和施氮对冬小麦生物量和氮素利用的影响,通过开顶式气室,以小偃22为试验材料,于2020-2022两年进行田间微区试验,设置3个施氮水平(0、180和240 kg·hm-2)和两种大气NH3浓度(空气背景NH3浓度:0.01~0.03 mg·m-3;高NH3浓度:0.30~0.60 mg·m-3),对不同处理下小麦地上部和根系干物质、氮素积累量及氮素利用效率进行分析。结果表明,大气NH3浓度升高能显著提升小麦地上部生物量、根系生物量、地上部氮素积累量和根系氮素积累量,2年内平均增幅分别为5.77%、6.74%、8.94%和9.98%。在空气背景NH3浓度下,施氮后小麦显著增产, 180和240 kg·hm-2施氮水平下产量较0 kg·hm-2施氮水平分别提高了45.26%和50.67%。在大气NH3浓度升高环境中,随着施氮量的增加,小麦产量出现先升后降趋势, 180 kg·hm-2施氮水平下产量最高, 240 kg·hm-2施氮水平下小麦产量较0 kg·hm-2施氮水平降低17.97%,小麦氮肥农学效率和氮素利用率也随之降低。这说明,大气NH3浓度升高的环境中适当减少氮肥施用量能有效提升冬小麦的氮素利用率,稳定小麦产量。  相似文献   

11.
为探究大范围小麦秸秆覆盖度(CRC)估测方法,以冬小麦秸秆为研究对象,基于Sentinel-2遥感卫星影像光谱指数、波段和纹理特征及其不同特征组合,利用灰色关联-随机森林(GRA-RF)敏感特征提取方法,结合高斯过程(GPR)、套索(LASSO)、岭回归(RR)和偏最小二乘(PLSR)等多种机器学习算法,开展小麦CRC估算的最优模型研究。结果表明,基于GRA-RF特征优选后的机器学习模型显著改善了小麦CRC的估算精度,LASSO算法总体对小麦CRC的估测效果最佳,并且针对不同的光谱特征组合表现出差异化的结果。其中,以光谱指数、波段和纹理信息构成的组合特征集构建的CRC遥感估算模型精度最优(r2=0.65,RMSE=9.25%),以波段与纹理两者组合特征估算的CRC精度次之(r2=0.63,RMSE=9.31%),仅利用单一的光谱指数、波段或者纹理特征估算冬小麦CRC的精度均劣于组合特征的结果。这说明应用GRA-RF组合筛选方法能够有效优选秸秆覆盖度的光谱特征;相比于单一特征,光谱指数、波段、纹理信息等构成的组合特征更能有效地监测小麦秸秆覆盖度...  相似文献   

12.
为探讨基于无人机RGB影像实现对小麦叶面积指数(leaf area index, LAI)和产量估算的可行性,设置不同生态点、品种和氮素处理的小麦田间试验,应用大疆精灵4 Pro无人机获取小麦拔节期、抽穗期、扬花期和灌浆期4个主要生育时期的RGB高时空分辨率影像,并同测定小麦LAI。采用相关性分析筛选出不同生育时期对LAI敏感的光谱与纹理特征集,并借助随机森林(random forest, RF)、偏最小二乘回归法(partial least squares regression, PLSR)、BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)和支持向量机(support vector machine, SVM)分析方法,筛选出小麦不同生育时期最优的LAI估测模型。基于不同生育时期的光谱与纹理特征以及时期特征集,进一步建立产量预测模型,并在不同生态点验证叶面积估算模型与产量预测模型的普适性。结果表明,基于RF的LAI估测模型的验证精度最高,4个生育时期的均方根误差(root mean square error, RMSE)分别为2.26、1.44...  相似文献   

13.
为探讨施氮量对高地力条件下冬小麦花后氮代谢特征及产量的影响,以矮抗58为供试材料,采用大田试验法,研究了0、150、200、250和300 kg.hm-2施氮水平对小麦花后旗叶和籽粒GS活性、游离氨基酸含量、籽粒产量和蛋白质含量及小麦成熟后0-100 cm土壤各层硝态氮积累量的影响。结果表明,施氮量达200 kg.hm-2时能够显著提高旗叶和籽粒中GS活性及游离氨基酸含量,但与250和300 kg.hm-2的施氮量处理间差异不显著;小麦成熟后随着施氮量的增加,0~100 cm土层内硝态氮的残留量上升,小麦成穗数增加,千粒重下降,籽粒蛋白质含量提高;小麦产量在施氮200 kg.hm-2时为最高,在施氮300 kg.hm-2时最低,说明在高地力条件下,小麦实现高产的适宜施氮量为200 kg.hm-2。  相似文献   

14.
为明确叶面施锌肥对紫粒小麦产量及品质的影响,选用小麦山农紫(紫粒)和山农129(红粒)为试验材料,采用大田试验,设置不施锌肥(Zn0,对照)、叶面喷施锌肥10 kg·hm-2(Zn10)、20 kg·hm-2(Zn20)、30 kg·hm-2(Zn30)、40 kg·hm-2(Zn40)5个处理,分析了不同施锌量下紫粒小麦产量和品质相关指标的异同。结果表明,与不施锌肥比较,叶面施锌肥后山农129和山农紫分别增产1.4%~4.7%和2.3%~5.2%;随着施锌量的增加,山农129和山农紫的籽粒锌含量、总蛋白含量及蛋白质产量均表现出先增后降的趋势,分别在Zn30和Zn20处理下达到最高值,比Zn0分别提高25.8%、1.2%、16.8%和44.1%、2.1%、20.1%。两品种叶面施锌肥较其对照显著提高了籽粒蔗糖含量、湿面筋含量、面筋指数(P<0.05),但总淀粉和可溶性糖含量无显著性差异;总体上,山农紫小麦增幅大于山农129。综上所述,本试验条件下,叶面喷施锌肥可提高紫粒小麦产量、锌含量以及营养品质,以喷施锌肥20 kg·hm-2较佳。  相似文献   

15.
多光谱与热红外数据融合在冬小麦产量估测中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了解多光谱与热红外数据融合对冬小麦产量估测精度的影响,以30个黄淮麦区冬小麦品种为材料,利用三种灌溉处理(处理1、处理2和处理3灌水量分别为240、190和145 mm)下冬小麦拔节期、挑旗期、抽穗期与灌浆期的无人机多光谱和热红外动态数据,构造了多个光谱指数,以支持向量机构建冬小麦产量估测模型,并验证其精度。结果表明,植被指数与籽粒产量的相关性受溉水量影响,处理1下植被指数与籽粒产量均呈正相关,处理2下植被指数除土壤调整植被指数(SAVI)和转化叶绿素吸收反射指数(TCARI)外均与籽粒产量呈正相关,处理3下植被指数与籽粒产量均呈负相关。通过多光谱和热红外数据融合构建的冬小麦产量估测模型的预测精度比仅使用多光谱数据构建的模型提高8%。不同灌溉条件下,通过多光谱与热红外数据融合构建的模型的预测精度存在差异,在处理1、处理2和处理3下拔节期、挑旗期、抽穗期和灌浆期验证决定系数(R)最高值分别为0.63、0.68和0.56,均方根误差(RMSE)最低值分别为0.60、0.24和0.41 t·hm-2,且在三种灌溉条件下灌浆期预测效果均最佳。因此,利用无人机光谱对小麦品种产量估测时应将多光谱与热红外数据融合,用支持向量机(SVM)算法构建产量估测模型,且模型在灌浆期具有较高预测  精度。  相似文献   

16.
为及时、准确地掌握小麦产量动态信息,基于无人机遥感平台,分别分析了小麦4项生理指标[地面实测叶面积指数、叶片含氮量、叶片含水量及叶片叶绿素相对含量(SPAD值)]及10项植被指数与产量的相关性,以筛选出与产量最为敏感的生理指标与植被指数,并比较了3种建模方法(一元回归UR、多元逐步回归SMLR和主成分回归PCAR)在小麦各生育时期估产的适用性,进而得到小麦最优估产模型。结果表明:(1)不同生育时期两类变量与产量的相关性变化特征一致,均表现为抽穗期>灌浆期>成熟期;不同生理指标、植被指数与产量的相关性在各生育时期均存在差异,生理指标表现为叶片含氮量>LAI>SPAD>叶片含水量;而植被指数在各时期表现不同;(2)以生理指标与植被指数为自变量,采用SMLR模型构建的抽穗期估产模型拟合精度最高,R、RMSE和nRMSE分别为0.828、362.53 kg·hm-2和12.35%;(3)小麦估产模型在各生育时期的预测精度表现为抽穗期>灌浆期>成熟期。  相似文献   

17.
氮肥施用对稻茬小麦冠层结构及产量、品质的影响   总被引:7,自引:0,他引:7  
为给安徽省沿淮稻茬小麦高产栽培的氮肥合理运筹提供理论依据,通过大田试验,选用当地小麦主栽品种济麦22(半冬性中筋品种)和烟农19(半冬性强筋品种)为材料,设置0、90、180、270和360 kg·hm-2 5个施氮水平,分析施氮量对两种基因型小麦冠层结构、产量及品质的影响。结果表明,在0~180 kg·hm-2 施氮范围内,随着施氮量的增加,小麦株高、叶面积指数和叶片SPAD值显著上升,群体截获更多光能,冠层截获光合有效辐射显著增加,群体透光率显著降低,冠层光谱反射率在400~725 nm波段逐渐下降,在725~1 000 nm逐渐上升;随着施氮量的进一步增加,360 kg·hm-2 施氮处理的各冠层指标与270 kg·hm-2 施氮处理之间差异未达到0.05显著水平。籽粒产量随施氮量增加呈先升后降趋势,2个小麦品种产量均以270 kg·hm-2 施氮处理最高。穗数、穗粒数均随施氮量增加而显著提高,都以360 kg·hm-2 施氮处理最大,但180、270和360 kg·hm-2 施氮处理间差异较小或不显著;千粒重则表现为先升后降的趋势,以90 kg·hm-2 施氮处理最高。小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值均随施氮量增加而逐渐提高,除2014-2015年270和360 kg·hm-2 两个施氮处理间差异不显著外,两年不同施氮处理间均差异显著。综合高产、优质、低环境风险的选择条件,沿淮稻茬麦区小麦季氮素在180~270 kg·hm-2 范围内偏下限施用较为适宜,强筋品种烟农19可适当提高施氮量。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号