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相似文献
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1.
王方永  王克如  李少昆  陈兵  陈江鲁 《作物学报》2010,36(11):1981-1989
实时、无损监测棉花叶片的叶绿素和氮素含量对诊断棉花生理状况和氮肥精确管理具有重要意义。本研究基于MSI200成像光谱仪和数码相机两种可见光传感器,分析和比较了光谱和颜色参数与叶绿素、氮素浓度和SPAD读数的关系,并且确立了其定量预测模型。结果表明,不同传感器对叶绿素和氮素最敏感的波段分别为R710和R;光谱指数与叶绿素、氮素浓度和SPAD读数的相关性比原始光谱好,而且以蓝光和红光波段组成的差值指数(DI和R–B)的预测能力最佳;DI所建棉花叶片Chl a+b、Chl a、Chl b、N和SPAD读数的预测模型的预测误差分别为0.0058、0.0050、0.0018和2.3002 mg g–1和4.9736(分别为均值的18.39%、19.47%、30.33%、11.69%和8.45%),预测精度R2分别为0.7965、0.7582、0.6608、0.7019和0.7338;R–B所建模型的预测性比DI差,对Chl a+b的预测精度最高(R2=0.7400),而预测Chl b的精度最低(R2=0.5653)。基于CIE 1976 L*a*b*颜色模型的颜色参数b*和HSI颜色模型的S是两种传感器与叶绿素、氮素浓度和叶色关系较好的颜色参数;b*对叶绿素、氮素浓度和SPAD读数的预测能力稍逊于DI,预测误差和精度都与DI的比较接近;而饱和度S值的预测RRMSE最大,整体预测精度小于0.62。因此,可以利用可见光成像传感器的光谱和颜色参数估测棉花叶片叶绿素和氮素含量。  相似文献   

2.
以11份Wx蛋白全部缺失类型(糯性),11份Wx蛋白部分缺失类型(非糯性)和大面积推广品种扬麦158、扬麦12(非糯性)为试验材料,以白皮品种豫麦47为穗发芽对照,研究了它们的穗发芽特性、α-淀粉酶活性和籽粒可溶性糖含量。结果表明,糯小麦的穗发芽率和籽粒可溶性糖含量均极显著高于非糯小麦,而α-淀粉酶活性与非糯小麦差异不显著。α-淀粉酶活性高是非糯小麦穗发芽的原因之一,两者呈指数关系,y=0.4145e0.4864x(R2=0.3513*);对于糯小麦,籽粒可溶性糖含量高可能是其穗发芽严重的诱导因素,两者亦呈指数关系,y=0.0001e2.5599x(R2=0.5338**)。  相似文献   

3.
作物叶片含氮量是作物长势监测、产量及品质估测的重要依据,实时、无损地监测植株体内氮素营养状况有助于棉花氮肥的正确施用。本研究比较2种近地可见光传感器的光谱和颜色信息用于监测棉花氮素营养的能力, 确定MSI200成像光谱仪和数码相机监测棉花冠层叶片氮含量最佳的波段、光谱指数和颜色参数并建立估测模型。结果表明,在可见光波段,冠层反射率随着冠层叶片氮素含量的增加而降低,且叶片含氮量的光谱敏感波段主要位于绿光和红光区域;与棉花冠层叶片含氮量的拟合效果最好的2种传感器的光谱指数为差值指数DI(R580, R680)和G–R,而颜色参数则分别为b*和H,同一传感器以光谱指数的拟合效果优于颜色参数,不同传感器以MSI200数据的拟合效果优于数码相机;利用独立试验资料检验所建模型的估测性能表明,差值指数对棉花冠层叶片氮素的预测能力优于比值指数和归一化差值指数,DI(R580, R680)和G–R所建模型的估测精度最高,分别为0.8131和0.7636。因此,利用数码相机和MSI200型成像光谱仪可以定量估测棉花冠层叶片氮素营养状况。  相似文献   

4.
应用近红外光谱技术分析稻米蛋白质含量   总被引:24,自引:0,他引:24  
以稻谷、米粒、米粉3种形态的样品,应用近红外光谱技术(NIRS)和偏最小二阶乘法(PLS),建立了6个稻米蛋白质含量近红外光谱数学模型,并对模型预测结果的准确性进行了评价。结果表明,糙米蛋白质含量的稻谷、糙米粒和糙米粉近红外光谱预测模型校正决定系数(RC2)分别为0.893、0.971和0.987,校正标准差(RMSEC)分别为0.507、0.259和0.183;精米蛋白质含量的稻谷、精米粒和精米粉近红外光谱预测模型RC2分别为0.897、0.984和0.986,RMSEC分别为0.497、0.186和0.190。模型内部交叉验证分析表明,预测糙米蛋白含量的稻谷、糙米粒和糙米粉模型内部交叉验证决定系数(RCV2)分别为0.865、0.962和0.984,内部验证标准差(RMSECV)分别为0.557、0.290和0.205;预测精米蛋白含量的稻谷、精米粒和精米粉的模型RCV2分别为0.845、0.951和0.979,RMSECV分别为0.594、0.316和0.233。模型外部验证分析表明,预测糙米蛋白含量的稻谷、糙米粒和糙米粉近红外光谱模型外部验证决定系数(RV2)分别为0.683、0.801和0.939,外部验证标准差(RMSEV)为0.962、0.799和0.434;预测精米蛋白含量的稻谷、精米粒和精米粉近红外光谱的模型RV2分别为0.673、0.921和0.959,RMSEV为0.976、0.513和0.344。用米粉建立的近红外光谱预模型准确性最高,米粒次之,基于稻谷的预测模型准确性相对较低;内部交叉验证和外部验证表明,近红外光谱分析技术与化学分析方法一致性较好,且能保证样品的完整性,在水稻优质育种和稻米品质分析中具有广泛的应用价值。  相似文献   

5.
高光谱数据与棉花叶绿素含量和叶绿素密度的相关分析   总被引:9,自引:5,他引:4  
 通过获取棉花不同品种、不同种植密度单叶和冠层关键生育时期的反射光谱,与其相应的单叶叶绿素含量(CHL.C,下同)和冠层叶绿素密度(CH.D,下同)进行多元统计的逐步相关分析。结果表明,棉花冠层CH.D在其反射光谱762 nm波段处的相关系数达最大值(RCH.D=0.8134**,n=94);对于一阶微分光谱,单叶CHL.C和冠层CH.D的敏感波段均发生在750 nm波段处,基于750 nm波段的微分数值,建立了棉花CHL.C和CH.D线性相关模型(RCHL.C=0.7382**,RMSE=0.1831,n=66;RCH.D =0.9027**,RMSE=0.3078,n=94),为利用高光谱遥感技术精确提取反映棉花生长状况的叶绿素信息提供了依据。  相似文献   

6.
基于近地高光谱棉花生物量遥感估算模型   总被引:4,自引:0,他引:4  
分析棉花地上鲜生物量冠层高光谱反射率变异系数,反射率光谱、一阶微分光谱与地上鲜生物量相关关系得结果表明:在可见光近红外波段棉花冠层反射率光谱变异系数在672 nm波段处最大;棉花地上鲜生物量与反射率光谱相关系数最大值在可见光波段出现在589~700 nm,在近红外波段出现在865~919 nm波段,且前者大于后者。地上鲜生物量与一阶微分光谱相关系数在可见光波段出现524~528 nm、552~588 nm、710~755 nm 3个高值区。基于以上研究,选择19个高光谱特征参数建立了棉花地上鲜生物量高光谱遥感监测模型,经检验,单波段中以F629估算水平最高,估算模型为Y = 9.7914 exp(-20.738 F629),准确度为83.9%、RMSE为0.64 kg m-2、预测值与实测值相关系数为0.940**;组合参数以[629, 901]指数形式估算模型估算水平最高,模型为Y = 0.0986 exp(4.3696[629, 901]),准确度达84.0%,RMSE为0.55 kg m-2,预测值与实测值相关系数为0.960**,上述两个模型为参选模型中估算棉花地上鲜生物量最佳高光谱估算模型。  相似文献   

7.
玉米种子萌发过程中Na+、K+和Ca2+含量变化与耐盐性的关系   总被引:1,自引:0,他引:1  
玉米耐盐品种登海9号和盐敏感品种浚单18在含0、50、100、150和200 mmol L-1 NaCl的营养液中萌发生长, 采用等离子质谱分别测定其萌动种子种皮、胚、胚乳和幼苗根、根颈、叶中Na+、K+、Ca2+的含量。结果表明, 随着培养液中NaCl浓度的增加, 玉米体内Na+含量逐渐升高, 在幼苗中表现地下部(根和根颈)显著高于地上部(叶); 在萌动种子中, 胚中Na+积累量显著高于种皮和胚乳。根系积累Na+能力较强, 胚拒Na+能力较弱, 种皮具有一定的Na+累积能力。随NaCl浓度的增加, K+和Ca2+含量逐渐降低, 尤其是Ca2+含量急剧减少, 达38.4%~55.9%(登海9号)和65.6%~78.2%(浚单18)。玉米根、根颈、种皮的Na+积累能力、叶的拒Na+能力和幼苗选择吸收Ca2+的能力可能与品种耐盐性有关。  相似文献   

8.
将柽柳(Tamarix sp.)金属硫蛋白基因(MT1,GenBank登录号:AB298390)插入植物表达载体pBI121,取代花椰菜病毒35S启动子下游的gus基因,利用农杆菌(Agrobactrium tumefaciens)介导法将MT1导入烟草(Nicotiana tobacum)基因组。对具有卡那霉素抗性,且经PCR-Southern检测和Northern杂交表现阳性的转基因株系进行抗Cd2+分析表明,金属硫蛋白基因的过量表达提高了转基因植株的抗Cd2+能力,在含200 µmol L-1和400 µmol L-1 Cd2+的MS培养基上,转基因植株的株高和鲜重均明显优于非转基因株系;在生理性状上表现为转基因植株MDA含量及POD活性明显低于非转基因株系,叶绿素含量和SOD活性比非转基因株系明显增加。  相似文献   

9.
用珍汕97B/密阳46构建RIL群体及其遗传图谱,对其种子采用纸培法育苗和培养,并设2个Al3+浓度(20 mg/L和30 mg/L)胁迫处理,以处理20 d后的幼苗相对根长(%)和相对苗高(%)为耐Al3+胁迫指标,用于QTL定位分析。结果表明,以相对根长为指标,检测到2个耐Al3+胁迫的主效应QTL,即qRAC(r)2qRAC(r)11,其中qRAC(r)2在2个胁迫处理下均被检测到,有效基因来自于珍汕97B,贡献率较大(12.92%和16.15%),表现出较强的耐Al3+胁迫功能。以相对苗高为指标,还检测到qRAC(s)11-2(20 mg/L Al3+)和qRAC(s)11-1(30 mg/L Al3+)2个主效应QTL,它们均位于第11染色体。耐Al3+胁迫的QTL上位性分析还表明,总的QTL上位性互作效应比主效应QTL的作用更大,且显示出相当的复杂性,在不同胁迫浓度下,基因间可以通过不同的互作方式,表现出对高Al3+胁迫的耐性。以相对根长为指标,检测到8对上位性互作,涉及1、2、3、5、6、10等6条染色体的15个QTL位点;以相对苗高为指标,共检测到6对上位性互作,涉及第1、2、3、5、6、7、8、9、12等9条染色体;且几乎所有互作均发生在背景因子的QTL位点间。  相似文献   

10.
 采用ASD Field Spec Pro VNIR 2500型光谱辐射仪获取了棉花不同生育时期的冠层高光谱反射率。并通过光谱分析技术,建立了基于高光谱植被指数——归一化植被指数和比值植被指数的棉田冠层特征信息的定量模型。经过对估算模型的精度检验和评价,最终筛选出表征棉花冠层结构特征参数的最佳估算模型。结果表明,基于归一化植被指数预测棉花叶面积指数,以幂函数(y=11.084x12.024,r=0.8076**)的模型为最优;基于比值植被指数预测棉花单位面积地上部鲜生物量,以指数函数(y=52.261·exp(0.1024x),r=0.8114**)的估计模型为最优;基于比值植被指数预测棉花单位面积地上部干生物量,以指数函数(y=9.5552·exp(0.1133x),r=0.8330**)的模型为最优。可见,利用高光谱遥感技术可以分析、模拟、评价、预测棉花冠层特征参量,为精准种植棉花提供了依据。  相似文献   

11.
用机器视觉技术获取棉花叶片叶绿素浓度   总被引:28,自引:3,他引:28  
运用机器视觉技术获取棉花叶片颜色特征,建立棉花叶片叶绿素测定模型。研究表明,(1)RGB颜色系统的B/R、色度坐标b、b/r值及HIS彩色系统中的饱和度S值均与棉叶叶绿素含量显著或极显著相关,可用于测定叶片叶绿素浓度;(2)棉花叶片正、背面RGB、HIS颜色系统的颜色特征值与叶绿素浓度的相关性高度一致,且叶片背面的颜色特征值与叶绿素浓度之间的相关性更高;(3)基于机器视觉技术建立和筛选出了6组棉叶叶绿素含量预测模型,预测误差在7.8%~13.65%之间。为棉花生长的快速监测提供了依据。  相似文献   

12.
利用神经网络提取棉花叶片数字图像氮素含量的初步研究   总被引:9,自引:0,他引:9  
选取6种输入向量组合,利用线性网络、BP网络以及径向基网络等3种神经网络模型进行比较研究,筛选最适宜网络模型和最佳输入组合,建立叶片数字图像彩色信息和叶片氮含量的关系模型,探索利用神经网络技术获取叶片数字图像信息的方法。结果表明,径向基网络在利用数字图像(B,H,G-R,G/R)指标作为网络输入向量时,能够实现获取棉花叶片数字图像氮含量的目标。径向基网络训练的180组样本的训练精度均达到极显著水平(r = 0.9022**),30组测试样本的预测值与实测值也达到极显著相关(r = 0.8674**),径向基网络和(B,H,G-R,G/R)向量是一种适合本研究的数学模型。对利用神经网络提取棉花叶片数字图像氮含量技术的初步探索,拓展了神经网络和数字图像技术在农业生产中的应用。  相似文献   

13.
短季棉与中熟棉生理特性的比较研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
短季棉(Gossypium hirsutum L.)与中熟棉生理特性的比较研究结果表明,蕾期~盛花期,短季棉功能叶中SOD活性、叶绿素、全氮、钾含量和比叶重显著高于中熟品种,其中尤以浙506最高,使MDA积累延缓和减少,促进提高光合作用强变;细胞间隙CO2浓度显著低于中熟棉;短季棉光合作用强度的高峰提前在初花期,至盛花期仍维持在较高水平,促进提早并增加光合产物的积累。始絮后,功能叶中MDA含量显著高于中熟棉,并伴随有叶绿素、全氮、钾含量的下降,叶片生理功能衰退较快。  相似文献   

14.
 通过光量子传感器,获取了2个棉花品种不同种植密度冠层6个关键生育时期的光合有效辐射(PAR),分析了吸收光合有效辐射(APAR)和光合有效辐射截获量(FAPAR)与棉花冠层生长特征的关系。结果表明;棉花开花期和花铃期,为APAR与FAPAR高值期,盛铃期和盛铃末期下降,吐絮期为低值期;利用多元统计分析技术,分别建立了棉花APAR、FAPAR与棉花冠层叶面积指数、覆盖度、地上鲜生物量和地上净初级生产力的相关关系模型。采用APAR与覆盖度,FAPAR与叶面积指数相关性最高的模型方程,分别估算棉花覆盖度和叶面积指数,实测值与估测值之间呈极显著的线性相关关系,估算精度分别为99.1%和99.5%。  相似文献   

15.
[Objective] This article is aimed to estimate the chlorophyll content of cotton canopy leaves in drip irrigation fields at different growth stages in northern Xinjiang and establish a model for estimating chlorophyll content in growth time series by using hyperspectral. [Method] Using Xinluzao 45 as the experimental material, the chlorophyll content and the corresponding spectral reflectance of cotton canopy leaves at different nitrogen levels and growing stages were measured, and the relationship between 12 indices and the chlorophyll content was analyzed. The estimation models of the chlorophyll content in cotton canopy leaves under drip irrigation were established. [Result] The correlation coefficient between the chlorophyll content of canopy leaves and Vogelmann red edge index was high in the four growing periods of cotton, and the correlation coefficient was 0.944, 0.907, 0.895, 0.930, respectively. And the spectral reflectivity was the highest at the flowering and boll period. The precision of the model established by the multivariate regression method is higher than that of the single exponential linear model with the determination coefficient more than 0.8 and the root mean square error smaller than that of the single exponential linear model. The model of the budding stage (y=82.509x1+89.937x2-94.438) has the best precision. [Conclusion] The chlorophyll content can be estimated by the models established at different growth stages, and the budding stage model has the best monitoring effect.  相似文献   

16.
棕色、绿色和白色棉品系光合特性的比较   总被引:4,自引:1,他引:3  
 比较了白色棉、棕色棉和绿色棉3个品系苗期、蕾期、初花期、盛花期、花后期和吐絮期6个时期植株叶片叶绿素a和b的含量、叶绿体希尔反应活力、Ca2+ -APTase、Mg2+ -ATPase活性和净光合速率等光合指标及产量性状的差异。结果表明:白色棉子棉产量显著高于棕色棉,绿色棉最低。3个材料的光合指标在植株盛花期差异最大,说明盛花期是影响棉花光合代谢的重要时期。与白色棉相比,棕色棉植株叶片的叶绿素含量低、叶绿体希尔反应活力弱、ATPase活性弱,导致其净光合速率低,营养物质供应不足,是造成其产量低的生理原因之一。就绿色棉而言,叶片具有较高的叶绿素含量,其ATPase活性与白色棉相当;在盛花期,植株的净光合速率超过了白色棉,但仍未能获得高产,表明了影响绿色棉品系产量是由多方面因素造成的。  相似文献   

17.
棉花非叶绿色器官光合能力的差异及与物质生产的关系   总被引:4,自引:0,他引:4  
在田间条件下,以3个杂交棉品种(鲁棉研25、石杂2号和新陆早43)和2个常规棉花品种(新陆早13和新陆早33)为试验材料,通过两年试验研究了不同类型品种冠层叶片和非叶绿色器官(苞叶、铃壳和茎秆)的群体光合速率、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和光合机构电子传递特性,及其与光合物质生产的关系。结果表明,杂交棉石杂2号和新陆早43号非叶绿色器官的群体光合速率显著高于常规棉品种,其中果实(铃壳和苞叶)和茎秆的群体光合速率分别比2个常规棉平均高85.1%和197.6%。叶片的叶绿素含量和实际光化学效率最高,铃壳次之,苞叶和茎秆最小;与常规棉品种相比,杂交棉品种叶片和苞叶的实际光化学效率无显著差异,但铃壳和茎秆的实际光化学效率显著较高;非叶绿色器官光合物质生产能力的提高与其对强光的适应能力和抗光抑制能力关系密切。  相似文献   

18.
不同水分条件下棉花光谱数据对冠层叶片温度的响应特征   总被引:2,自引:1,他引:1  
利用Fluke热像仪和ASD地物非成像高光谱仪,分别记录棉花新陆早33号、13号2个品种、4个水分处理、5个关键生育时期的冠层红外热图像和反射光谱数据;在红外热图像上提取棉花冠层受光叶片的温度,同时处理高光谱数据获得归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、红光620 nm和近红外850 nm波段的反射率(ρ620,ρ850)。分析表明,棉花2个品种4个水分处理的冠层叶片温度(TL)在盛花期、盛花结铃期较高,在盛铃期达到最大值,在开花期和吐絮初期较低;棉花受到水分胁迫,冠层近红外波段光谱的反射率降低,红光波段的反射率升高,NDVI和RVI变小,TL升高;在充分灌溉条件下棉花近红外、红光波段的光谱反射率、NDVI和RVI及TL则与水分胁迫处理的表现相反。和620 nm和850 nm波段反射率与TL的线性相关比较,棉花NDVI和RVI与TL的线性相关性更强。研究表明,将红外热图像和高光谱遥感技术相结合,具有实时、非破坏性地监测棉花水分状况的潜力。  相似文献   

19.
花铃期增温对棉花干物重累积的影响及其生理机制   总被引:3,自引:0,他引:3  
以遗传背景相近的棉花(Gossypium hirsutum L.)品种泗棉3号和泗杂3号为材料,于2010年在南京农业大学牌楼试验站(118º50′E, 32º02′N)模拟全球温室化气候,研究花铃期增温对棉花干物质累积的影响及其生理机制。结果显示,增温2~3℃(龄期日均温33.5~35.2℃)的条件下,主茎功能叶SPAD值降低,蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)上升,但净光合速率(Pn)下降;棉铃对位叶可溶性蛋白含量大幅上升(Δ%>50%)、可溶性糖及可溶性氨基酸含量小幅下降(P<0.05)、C/N值显著下降(P<0.05);叶片POD、CAT活性大幅下降、MDA含量显著上升;泗杂3号相关指标变化幅度较泗棉3号小。说明尽管2~3℃的增温幅度较小,但在花铃期日均温(33.5~35.2℃)的条件下,植株已处于显著的热胁迫状态,光合产物累积能力受到抑制,棉铃对位叶光合产物输出能力显著下降, 棉株总干物质累积量下降20%左右;增温条件下植株水分吸收能力下降并因此受到一定程度的水分胁迫,但此条件下光合能力下降主要由非气孔因子所致,与叶片膜结构的严重受损关系密切;泗杂3号抗高温能力高于泗棉3号。  相似文献   

20.
在新疆气候生态条件下,设置适量化调和超量化调方式,每个化调下设3个种植密度,研究了化学调节剂(DPC)对不同密度棉花冠层结构及产量的影响.结果表明:随密度增加,两种化调量下均表现叶面积指数(LAI)增大、叶倾角(MFA)变大,株型变紧凑;但密度过大,群体散射辐射透过系数(TR)小,造成生育后期群体光合速率(CAP)较快...  相似文献   

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