不同生育期冬小麦光谱特征对叶绿素和氮素的响应研究   总被引：8，自引：0，他引：8  

张俊华  张佳宝 《土壤通报》2008,39(3)

研究测定了不同施氮水平条件下冬小麦冠层在七个典型生育期叶片叶绿素、地上部分全氮含量以及冠层光谱,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)与相应时期叶片叶绿素和地上部分全氮含量的相关性。结果表明,施氮量增加,两个农学参量、冠层近红外波段反射率都随之增加,但当施氮量增加到300kg hm-(2一次性施入)时,上述各项指标均降低;整个生长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;除分蘖期外,其它时期单波段510nm～1100nm反射率、NDVI、RVI与叶绿素和全氮含量显著相关,植被指数的相关性较单波段高,且从分蘖期到乳熟期,相关性逐渐增强;整体来讲,可见光中560nm、660nm和近红外760nm、1100nm和1200nm组合的NDVI在各生育期与两个农学指标的相关性较好,选择NDVI(560,760)可以准确拟合叶片叶绿素和地上部分全氮含量。  相似文献   

基于夏玉米光谱特征的叶绿素和氮素水平及氮肥吸收利用研究   总被引：6，自引：1，他引：5  

张俊华 《土壤》2008,40(4):540-547

本文首先分析不同施 N 水平条件下夏玉米冠层在6个典型生育期的光谱特征曲线,然后计算了可见光和近红外波段光谱反射率组成的归一化植被指数(NDvI)及相应时期叶片叶绿素含量和地上部分全N含量2个重要指标以及孕穗期冠层NDVI和几个N肥吸收利用效率的相关性.结果表明,孕穗期冠层光谱反射率在近红外区域反射率最大,且其可见光和近红外区域反射率差异最大:从苗期到孕穗期,NDVI和叶绿素、全N含量的相关性逐渐增强,到抽雄期减弱,灌浆期又有所增强;整体来讲绿色归一化植被指数 GNDNI(560,760)在各生育期与不同农学参量的相关性比其他波段组合的指数好,其次为NDVI(660,760)波段组合.随着施N量的增加,N肥利用效率、收获指数和N肥收获指数、N素农艺效率以及N肥回收效率均逐渐降低,对各N肥吸收利用指数的预测以NDVI(660,760)、NDVI(660,1100)和GNDVI(560,760)较理想.  相似文献   

基于高光谱的寒地水稻叶片氮素含量预测   总被引：2，自引：2，他引：2  

王树文  赵越  王丽凤  王润涛  宋玉柱  张长利  苏中滨 《农业工程学报》2016,32(20):187-194

为快速、无损和准确地诊断水稻营养状况,开展了基于高光谱成像技术的寒地水稻叶片氮素含量预测研究。以不同施氮水平下的水稻叶片为研究对象,利用高光谱成像技术,分析拔节期水稻叶片光谱,采用全波段高光谱数据、连续投影算法及分段主成分分析(segmented principal components analysis,SPCA)与相关分析(correlation analysis,CA)相结合的方法建立多种回归分析模型,并对模型进行检验和筛选。结果表明:随着施氮水平提高,水稻叶片反射率在可见光区域降低,在近红外区域升高。在校正集决定系数上,基于多元逐步回归分析的全波段模型较好,校正集决定系数为0.821,校正集均方根误差RMSEC=0.079;在预测集决定系数上,基于SPCA-CA结合多元回归分析的多变量单波段指数、差值指数、双差值指数模型较好,预测集决定系数为0.869,预测集均方根误差RMSEP=0.085。该研究结果为快速检测水稻叶片氮素含量及水稻生长期间精确施肥管理提供了参考。  相似文献   

甜瓜主茎叶不同叶位SPAD值空间分布与氮素营养诊断          下载免费PDF全文

胡国智  熊韬  张炎  冯炯鑫  吴海波  李青军 《中国土壤与肥料》2017,(1):80-85

在设施栽培条件下,研究甜瓜关键生育期不同叶位SPAD值的变异特征及与叶片、植株氮素含量的相关性,探索提出基于SPAD仪诊断氮素营养最佳的测定叶位。结果表明,在各施氮水平下,不同叶位间叶片SPAD值存在一定差异,各叶位叶片SPAD值随施氮量的增加而增加。在适宜施氮(N 210 kg/hm~2)水平下,各生育期顶3叶和顶4叶SPAD值变异系数显著低于顶1叶和顶2叶,不同叶位叶片SPAD值与叶片、植株含氮量有较好的相关性,其中顶3叶与叶片、植株含氮量相关性最高。因此,用叶绿素SPAD仪诊断甜瓜氮素营养,顶3叶为较理想的指示叶或参照叶。  相似文献   

水稻成熟过程中高光谱与叶绿素、类胡萝卜素的变化规律研究   总被引：17，自引：9，他引：17  

唐延林  王纪华  黄敬峰  王人潮  何秋霞 《农业工程学报》2003,19(6):167-173

通过大田和室内试验，测定了2个品种、3个供氮水平处理的水稻冠层、主茎剑叶、完全展开倒三叶和穗在成熟过程中的不同时期的高光谱反射率及对应叶片和穗的叶绿素、类胡萝卜素含量。结果表明：不同供氮水平的水稻冠层和叶片光谱差异明显，其叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量随供氮水平的提高而增大；冠层光谱反射率随发育期推移在可见光范围内逐渐增大，在近红外区域逐渐降低；穗光谱的红边位置象冠层、叶片光谱一样也存在“蓝移”现象；叶片叶绿素、类胡萝卜素含量和高光谱植被指数VI1(R₉₉₀/R_{553相似文献}   

水稻生物化学参数与高光谱遥感特征参数的相关分析   总被引：19，自引：5，他引：19       下载免费PDF全文

王秀珍  黄敬峰  李云梅  王人潮 《农业工程学报》2003,19(2):144-148

通过不同氮素营养水平的水稻田间试验，研究稻叶生物化学成份(叶绿素、类胡萝卜素、蛋白质、纤维素、淀粉含量) 与水稻冠层高光谱遥感特征参数之间的关系，结果表明，随着叶位的下移，叶片叶绿素含量与光谱特征变量之间的相关性明显减弱，绿峰反射率、红谷反射率、红边波长、蓝边面积和“三边”面积构成的植被指数等变量与上叶叶绿素含量、类胡萝卜素、纤维素、叶鞘淀粉含量之间有较好的相关性，而蛋白质含量与各种变量的相关系数均非常低。兰边面积、兰边面积和红边面积构成的植被植数与上叶叶绿素含量之间，红边面积 、绿反射峰与红反射峰构成的植被指数与叶鞘淀粉含量之间的相关系数都达到了0.01极显著检验水平，因此，可利用这些变量建立上叶叶绿素a、纤维素和叶鞘淀粉含量的估测模型。  相似文献   

不同品种夏玉米光谱特征差异及其与农学参量相关性研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

张俊华  张佳宝  贾科利 《土壤通报》2010,(2)

研究测定了不同品种夏玉米在六个典型生育期地上部分全氮、叶绿素含量、干生物量、叶面积指数(LAI)以及冠层光谱反射率,利用不同方法比较了不同品种玉米光谱特征的差异,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8种常见植被指数与相应时期不同农学参量的相关性。结果表明:不同品种夏玉整个生育期不同品种冠层在可见光范围内反射率差异一直没有达到显著水平,苗期和拔节期在近红外区域反射率也无显著差异,从孕穗期到乳熟期在近红外区域反射率差异增大,普遍呈显著性差异。采用F检验法可以准确地反映不同品种在不同波段反射率的差异。常见光谱植被指数从拔节期到孕穗期绝大部分都可以准确反映不同品种夏玉米的农学参量,以GRVI最佳,它不仅可以区分不同品种夏玉米在中后期的长势,又可以准确拟合这段时期作物的农学参量。  相似文献   

采用GA-ELM的寒地水稻缺氮量诊断方法   总被引：2，自引：3，他引：2  

许童羽  郭忠辉  于丰华  徐博  冯帅 《农业工程学报》2020,36(2):209-218

为快速、准确、无损实现寒地水稻缺氮量的诊断。该文基于田间试验系统采集的资料,研究东北粳稻氮素含量的亏损或富余与光谱反射率差值之间的关系,并建立东北粳稻氮素含量差值的反演模型。该文采用高光谱反演水稻的缺氮量,并为实施精准施肥提供参考依据,达到减肥不减产的目的,采用产量最高的原则来构建标准氮素含量与标准光谱反射率,并在此基础上,将获取的水稻叶片氮素含量和叶片光谱反射率分别与标准氮素含量和标准光谱反射率做差,得到氮素含量差值和光谱反射率差值,然后对光谱反射率差值分别采用离散小波多尺度分解、连续投影法(successive projections algorithm,SPA)和构建植被指数的方法进行降维处理,将处理后的结果分别作为偏最小二乘(partial least squares regression,PLSR)、极限学习机(extreme learning machine,ELM)和遗传算法优化极限学习机(genetic algorithm-extreme learning machine,GA-ELM)的建模输入,构建东北粳稻氮素含量差值的反演模型。结果分析表明:采用离散小波多尺度分解的结果建立的GA-ELM反演模型预测效果最好,训练集与验证集的R2均在0.7062以上,均方根误差(root mean square error,RMSE)均低于0.51mg/g以下,在预测能力、稳定性和泛化性上比PLSR和ELM的预测模型有明显提高。  相似文献   

施氮量对杂交水稻叶片光谱特征、SPAD值和光能拦截率关系的影响   总被引：2，自引：1，他引：1  

刘科  陆键  高梦涛  卢碧林  魏中伟  马国辉  田小海  张运波 《核农学报》2018,(2)

为探究不同氮肥处理对两系杂交稻叶片光谱特征、叶绿素含量(SPAD)、光能拦截率之间关系的影响,本试验以全两优1号和全两优681杂交稻品种为供试材料,设置N0(0 kg·hm~(-2))、N1(150kg·hm~(-2))和N2(250 kg·hm~(-2))3个氮肥处理,研究不同氮肥施用量下杂交稻群体的光能截获率(IPAR)、SPAD和叶片光谱特性。结果表明,不同氮肥处理下水稻叶片光谱特征差异明显,全两优1号和全两优681的光谱反射率随氮肥施用量的增加在可见光范围内降低,在近红外区域增高。施氮量的增加能够提高叶片SPAD值以及光化学植被指数值(PRI),PRI与IPAR相关系数达到0.64。齐穗期的光谱参数中的差值植被指数(DVI)、垂直植被指数(PVI)与2个杂交稻品种的实际产量均呈极显著正相关,相关系数分别为0.82和0.86。综上,齐穗期水稻群体高光谱指数能够预测水稻群体IPAR以及实际产量,本研究利用高光谱数据反演水稻关键生育期内的氮素营养信息,为氮肥精确化管理,提高氮肥利用率,实现水稻高产高效提供了理论指导。  相似文献   

龟裂碱土对植被冠层光谱特征及长势预测的影响   总被引：3，自引：3，他引：0  

张俊华  贾科利  李明 《农业工程学报》2013,29(14):147-155

为了通过统一土壤背景来量化龟裂碱土对其上覆植被冠层光谱的影响,通过野外原位测定,系统分析了龟裂碱土上覆植被在自然和覆盖条件下5个典型生育期冠层光谱特征、光谱反射率与叶片叶绿素值和叶面积指数（leaf area index,LAI）之间的关系,进而建立了不同条件下2个生理指标的预测模型。结果表明：覆盖条件下向日葵三对叶期冠层光谱反射率较自然条件下在400～520和1 027～1 130 nm平均降低了0.10,在521～1 026 nm平均降低了0.18;其他生育期覆盖条件下冠层光谱反射率较自然条件下在可见光波段下降,在近红外区域增加（其中七对叶期在720～1 050 nm平均增幅为11.29%）。自然条件下三对叶期冠层光谱反射率与叶绿素值和LAI平均相关系数分别为0.68和0.47,开花期、乳熟期光谱反射率与叶绿素值和LAI与三对叶期相关性相似;其他2个生育期冠层光谱反射率自然条件下在可见光波段与2个生理指标平均相关系数分别为-0.27和-0.52,在近红外区域分别为0.53和0.69,覆盖条件下相关系数明显高于自然条件。三对叶期建立的叶片叶绿素值和LAI预测方程决定系数最小,现蕾期最大。除三对叶期外,其他时期对2个生理指标的预测模型的拟合度都较高（RSPAD为0.61～0.88,RLAI为0.72～0.92）,预测能力也较强;引入土壤pH值可以增强模型的稳定性和预测能力。研究结果可为该地区龟裂碱土上覆植被长势估测提供理论依据。  相似文献   

Phosphorus status of paddy soils from the central region of the Mekong River in Laos     

Kazuhiko Egashira  Maki Tanouchi  Prasop Virakornphanich 《Soil Science and Plant Nutrition》2013,59(2):427-432

Microorganisms colonizing the leaf sheaths of rice plants placed in a waterlogged paddy field were studied using a scanning electron microscope. Decomposition was faster on the adaxial side than on the abaxial side of the leaf sheaths. The veins and trichomes were highly resistant to microbial decomposition throughout the waterlogged period of rice growth. The decomposition and disintegration of leaf sheaths markedly progressed from the third month (from July) after the placement in the paddy field. Microbial colonization was gradual in the first month after the placement of leaf sheaths in the field. One of the common first colonizers had a terminal endospore (Clostridium dissolvens-like microorganisms). Microbial colonization proceeded actively in the second month, and microbiota became diversified. Microbial colonization on the adaxial surface was more than that on the abaxial surface. Respective microorganisms colonized the surfaces separately from each others in this period. They grew mainly on the thin membrane that covered the epidermal layer. Microbial colonies spread all over the abaxial and adaxial surfaces, and there was no significant difference in the degree of colonization between the abaxial surface and the adaxial surface in the third month (in July). Although separate colonization of the respective microorganisms was common, the co-existence of different microorganisms within a colony was also observed. The thin membrane that covered the epidermal layer and the epidermis seemed to be the main substrate during this period. Co-existence of different microorganisms was a common occurrence in colony formation, and organic debris and remaining tissues of leaf sheaths were assumed to be the major substrates in August. These findings on microbial colonization were well correlated with the findings on the degree of decomposition.  相似文献   

甘肃省两种主要草地类型的光谱反射特征比较   总被引：1，自引：0，他引：1  

张凯  郭铌  王润元  司建华 《农业工程学报》2009,25(13):142-148

干旱荒漠草甸和高寒草甸是甘肃省两种主要的草地类型。2005－2007年,在安西草场和玛曲草场,分别对2种草地类型进行了光谱观测。文章分析和比较了2种草地类型的光谱反射特征及其差异性。结果表明,在可见光波段,荒漠草甸植被的冠层光谱反射率要高于高寒草甸植被,在近红外波段刚好相反;相同类型的草地,在不同的植被之间近红外波段的反射率差异较大。在可见光波段和近红外波段,荒漠草甸植被的叶片光谱反射大于冠层光谱反射,而高寒草甸植被则是冠层光谱反射大于叶片光谱反射;同一植被冠层光谱反射受植被长势影响明显;两种草地类型的红边特征参数表现为荒漠草甸小于高寒草甸。总之,高光谱遥感可以应用于草地植被的分类和长势监测。  相似文献   

设施栽培油桃对叶面施15N的吸收、分配特性研究   总被引：1，自引：1，他引：1  

李延菊  李宪利  高东升  张序 《植物营养与肥料学报》2007,13(4):678-683

以设施栽培的5年生早红珠油桃/山毛桃为试材,应用15N示踪技术研究油桃叶片对15N-尿素的吸收及运转特性。结果表明,叶片施用15N-尿素标记叶吸收主要发生在叶片涂抹15N-尿素后6.h内,平均吸收速率为0.204mg/(g.h);标记叶中15N吸收量24.h达到最高,新梢和梢顶嫩叶15N含量在施用15N-尿素48.h达到最高,下部叶15N含量很低,没有明显的峰;处理168.h各器官中15N含量为标记叶梢顶嫩叶新梢下部叶;试验结束时分配势Ndff(即各器官N含量来自化肥N所占的百分率)为标记叶中最高,然后依次为梢顶嫩叶、新梢、下部叶。这说明氮素迅速被吸收并运到嫩梢和嫩叶中,从而促进这些新生器官的形态建造,可起到以N增C的作用。不同叶面处理的试验还表明,正面和背面全部涂抹的叶片15N含量最高,只涂抹叶片背面次之,涂抹正面最低。设施栽培油桃叶片可迅速吸收尿素,其吸收量早晨明显优于中午和下午,因此设施油桃栽培管理中于早晨进行叶面施尿素,且正反面兼顾,N素的吸收利用效果最好。  相似文献   

利用高光谱估测干旱胁迫下接菌根菌大豆叶绿素含量   总被引：1，自引：0，他引：1  

孔维平  毕银丽  李少朋  陈书琳  冯颜博  余海洋 《农业工程学报》2014,30(12):123-131

该研究旨在利用高光谱遥感动态监测干旱胁迫下接种菌根植物生长状况,为菌根技术在旱区农业中的推广提供一定的理论基础。以盆栽大豆为对象,在不同接种丛枝菌根时期采用高光谱遥感技术监测不同干旱胁迫下接菌和不接菌处理大豆叶片的叶绿素含量变化,对比分析了3个水分梯度下及同一水分梯度下接菌和不接菌处理的大豆地上部分干质量、叶绿素含量和叶片光谱在可见光和近红外区域的响应特征差异,建立了大豆叶绿素含量与多个光谱变量的估测模型。研究结果表明:接菌第45天和第64天,同一水分梯度下接菌大豆地上部分干质量优于不接菌处理,且其叶绿素含量也高于不接菌,这些差异在叶片光谱曲线特征中同样得以反映,接种菌根在一定程度上可以缓解干旱胁迫对植物生长的影响;基于多元线性逐步回归方法建立的一阶微分模型能较准确地估测干旱胁迫下接菌大豆的叶绿素含量,其模型决定系数和预测检验决定系数分别为0.90和0.84,具有较高的精度和良好的预测能力。  相似文献   

Changes in ultraviolet-B and visible optical properties and absorbing pigment concentrations in pecan leaves during a growing season   总被引：1，自引：0，他引：1  

Yadong Qi  Shuju Bai  Gordon M. Heisler 《Agricultural and Forest Meteorology》2003,120(1-4):229

UV-B (280–320 nm) and visible (400–760 nm) spectral reflectance, transmittance, and absorptance; chlorophyll content; UV-B absorbing compound concentration; and leaf thickness were measured for pecan (Carya illinoensis) leaves over a growing season (April–October). Leaf samples were collected monthly from a pecan plantation located on the Southern University Horticultural Farm, Baton Rouge, Louisiana. The leaf spectral reflectance and transmittance were measured from 280 to 760 nm using a high-accuracy UV-Vis spectroradiometer with an integrating sphere. The spectral absorptance was calculated based on the reflectance and transmittance percentages. Total UV-B absorbing compounds concentration (A_{280–320 nm} (cm⁻²)), chlorophyll content, and leaf thickness were related to the leaf optical properties. The patterns of the spectral distributions of optical properties over the growing season, effects of leaf age on the measured parameters, and their relationships were determined. Leaf optical properties were significantly affected by leaf age and the effects were more dramatic in the visible spectral region than in the UV-B region. Within the UV-B spectral region, leaf reflectance ranged between 4.27% (April) and 8.29% (July), transmittance between 0.01% (June) and 0.05% (April), and absorptance between 91.70% (July) and 95.68% (April). Within the visible spectral region, leaf optical properties changed significantly with the wavelength and leaf development. The visible spectral reflectance and transmittance had maxima at 555 nm and minima at 680 nm, and increased sharply afterwards. The highest visible spectral reflectance and transmittance occurred in the newly developed leaves, whereas the visible spectral absorptance increased with leaf maturation. Leaf chlorophyll content, thickness, and UV-B absorbing compound concentration significantly increased during leaf development (April–July). Correlation and regression analyses indicated that leaf chlorophyll content was a strong predictor of the green light reflectance, transmittance, and absorptance. The strongest predictors of UV-B reflectance were leaf thickness and leaf UV-B absorbing compound concentrations.  相似文献   

关中地区夏玉米抽穗期叶绿素含量的高光谱估算   总被引：2，自引：0，他引：2  

解飞  齐雁冰  常庆瑞 《水土保持通报》2016,36(2):176-180

[目的]利用高光谱数据进行叶绿素估算,为快速获取作物的生长信息、生长诊断及精确管理提供依据。[方法]基于陕西省关中地区抽穗期夏玉米冠层光谱特征及叶绿素含量的测定,运用线性及非线性分析方法建立了基于原始光谱敏感波段和一阶微分光谱敏感波段叶绿素估算模型。[结果]夏玉米抽穗期反射光谱在可见光及中远红外区域,叶绿素含量越高,光谱曲线越向下偏移;在红边区域,叶绿素含量对光谱曲线影响不显著;在近红外波段,叶绿素含量越高,光谱曲线越向上偏移。基于一阶微分光谱敏感波段的夏玉米叶绿素含量估算模型拟合精度要优于基于原始光谱敏感波段估算模型,决定系数R2分别为0.81和0.60,均方根误差(RMSE)分别为2.39,4.41。[结论]基于一阶微分光谱敏感波段建模分析是估测抽穗期夏玉米冠层叶绿素含量的重要方法,对指导西北地区夏玉米种植与生产具有积极的借鉴意义。  相似文献   

磷营养胁迫对冬小麦冠层光谱的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

RENHong-yan    ZHUANGDa-fang  PANJian-jun  QiuDong-sheng  ZHANGJia-bao 《土壤通报》2008,(6)

因为磷素重要的营养作用,其胁迫的存在影响冬小麦的正常生长。借助地面遥感仪器获取冬小麦在磷营养胁迫下的多个生育期里的冠层光谱数据并对其影响特征进行了分析。利用因子分析方法提取主因子与含有丰富信息的光谱变量,并结合极显著水平(0.01)的均值比较与检验过程考察了冬小麦冠层光谱,确定了对磷营养胁迫敏感的光谱波段:760nm,810nm和870nm与950nm,并在此基础上结合冬小麦对磷素的吸收利用特征选定了运用冠层光谱敏感波段反射率探测和区分磷营养胁迫的关键生育期:拔节期。结果同时表明,对冬小麦磷营养胁迫而言,近红外区间(760nm~1100nm)光谱反射特征的区分能力要强于可见光区。本文同时指出了研究与发展利用遥感技术进行营养胁迫监测的方法和着重点。  相似文献