【目的】红边位置常被用于监测作物叶片氮素营养状况。本文旨在通过不同算法提取红边位置,分析并比较不同算法提取的红边位置对氮素营养监测模型的准确性和可靠性差异,确定监测小麦叶片氮素营养的最佳红边位置算法及定量模型。【方法】基于不同施氮水平、播种密度、品种类型和生育时期的小麦田间试验,系统分析不同算法的红边位置(一阶微分、倒高斯法、多项式拟合法、四点内插法、拉格朗日法、线性外推法)与冠层叶片氮素营养指标的定量关系,比较不同算法红边位置对氮素营养监测的准确性和可靠性。【结果】线性外推法为计算小麦红边位置的最佳算法,并建立了基于线性外推法的小麦冠层叶片氮素营养定量监测模型。【结论】研究结果为小麦冠层叶片...

[目的] 探索基于冬小麦冠层RGB图像的氮素营养指标实时监测方法，为实现简便、准确的冬小麦氮素营养诊断和推荐施肥奠定基础。[方法] 基于3年次的冬小麦大田氮肥梯度试验，采用数码相机在返青期和拔节期垂直拍摄冠层RGB图像。分析图像特征参数G/R、G-R、NRI、NGI、H和冠层覆盖度（CC）与植株氮素生理指标间的关系，筛选氮素营养监测指标的最优图像特征参数，构建氮素营养指标估算模型。[结果] CC与冬小麦地上部生物量、氮积累量和叶面积指数（LAI）间的相关系数最高，分别为0.87、0.85和0.84（P<0.01），其他特征参数与地上部生物量、氮积累量和LAI间的相关系数相对较低。采用CC作为冬小麦氮素营养指标估算模型的输入参数，并使用异速生长函数和指数函数建模。采用异速生长函数的模型R~(2)分别为0.82、0.76和0.82（P<0.01），采用指数函数的模型R~(2)分别为0.80、0.74和0.85（P<0.01）。利用独立试验数据对模型进行验证，异速生长函数模型预测值和观测值间的R~(2)平均为0.89（P

【目的】研究小麦地上部氮积累量与冠层高光谱参数的定量关系,分析多种高光谱参数估算地上部氮积累量的效果。【方法】连续3年采用不同蛋白质含量的小麦品种在不同施氮水平下进行大田试验,于小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株不同器官生物量和氮含量。【结果】植株氮积累量随着施氮水平的提高而增加,不同地力水平间存在明显差异。植株氮积累量的光谱敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,而地上部氮积累量与冠层光谱的相关性明显降低。对植株氮积累量的光谱估算,在不同品种、氮素水平、生育时期和年度间可以使用统一的光谱模型。在籽粒灌浆期间植株氮积累量自开花期随时间进程的积分累积值与对应时期籽粒氮素积累状况存在显...

利用盆栽试验,研究不同氮肥用量对春小麦中前期生长情况的影响。结果表明,施用氮肥促进了小麦的生长发育,使小麦的株高、茎基宽、分蘖数、茎叶干重等生长量提高0.05~1倍,但增长并不与氮肥用量同步。在分蘖期和拔节期,施氮处理的小麦茎叶中全N含量均高于不施氮处理,而全P、全K含量随着施氮量的增加呈现先增后减的趋势。在分蘖期和拔节期,小麦茎基部NO3--N含量、叶片中叶绿素含量与施氮量之间均有显著正相关性,小麦茎基部NO3--N含量、叶片中叶绿素的含量可以反映出土壤的供氮水平。

采用土柱盆栽试验．研究不同水分条件下施磷位置对冬小麦生长发育、养分吸收及磷肥利用率的影响。试验结果表明，在正常供水情况下，表层施磷和全层施磷处理冬小麦地上部干物重、根干重、N，P，K吸收量及磷肥利用率均显著高于底层施磷处理。随施磷量的增加，冬小麦地上部干物重增加而磷肥利用率降低。干旱胁迫高施磷量条件下，全层施磷处理冬小麦地上部干物重、根干重、N，P，K吸收量及磷肥利用率最高，而低施磷量时则表层施磷处理最高，但不同处理之间的差异不及正常供水条件下明显。相同施磷量时正常供水情况下磷肥利用率显著高于干旱胁迫条件下磷肥利用率。

【目的】从夏玉米叶片一阶导数光谱中提取监测叶片氮素含量变化的敏感红边面积,为夏玉米氮素营养遥感监测提供依据。【方法】使用高光谱仪ASD Field Spec Pro,于喇叭口期(08-05)、抽雄期(08-22)、吐丝期(09-05)和乳熟期(09-13)采集不同氮素处理水平下(0,120,240 kg/hm2)的夏玉米叶片光谱,并在红边波长范围(680~760nm)求取一阶导数(一阶导数光谱),然后采用基于小波变换的阈值去噪方法对一阶导数光谱进行去噪处理;考察夏玉米4个生育时期内一阶导数光谱对不同氮素处理水平的响应特征,以及当波长范围从红边核心区域720~740 nm逐步扩展到700~760...

【目的】分析不同生育期及整个生育期小麦叶片氮含量（ＬＮＣ）与冠层光谱反射特征的关系，以实现对田间小麦活体氮素营养状况的监测，为小麦叶片氮素状况的精确诊断提供依据。【方法】以位于陕西关中地区杨凌揉谷镇、扶风马席村和巨良农场的３个小麦试验田为研究对象，测定不同长势及生育期小麦ＬＮＣ及冠层光谱反射率，分析不同长势下小麦ＬＮＣ和反射率的变化，并研究氮含量与冠层光谱反射率的相关性，以及小麦ＬＮＣ与比值植被指数（ＲＶＩ）、归一化植被指数（ＮＤＶＩ）的相关性，建立小麦ＬＮＣ的敏感波段及光谱监测模型。【结果】在同一生育期，长势差的小麦叶片氮含量较低，长势较好的叶片氮含量高。与单波段相比，组合波段构成的植被指数．．．

[目的]利用反射率光谱在作物生物物理方面的优势和日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)、光化学反射率指数(photochemical reflectance index,PRI)在光合生理方面的优势,构建协同冠层SIF和PRI光谱指数(synergistic spectral index of SIF and PRI,SISP),旨在提高作物病害遥感探测精度。[方法]基于3FLD(three-bands fraunhofer line discrimination)算法,估测小麦条锈病在不同病情严重度下的单波段SIF强度,利用对作物冠层几何结构敏感的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和重归一化植被指数(re-normalized vegetation index,RDVI)对SIF和PRI进行处理,再利用处理后的SIF和PRI数据构建SISP指数,通过建立传统的光谱指数和SIF、PRI及其组合对小麦条锈病的遥感监测模型,以病情指数(disease index,DI)实测值与预测值之间的决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)评价模型精度,进而与SISP指数建立的模型进行比较,分析SISP指数对作物病害遥感监测的有效性。[结果](1)综合利用SIF和PRI数据能够提高对小麦条锈病的遥感探测精度,3组验证样本数据集中,以PRI和SIF的简单组合PRI+SIF为自变量构建的小麦条锈病监测模型,预测DI值与实测DI值间的R~2比单一PRI和SIF至少提高14.0%和1.7%,RMSE至少降低7.1%和3.7%。(2)利用反射率光谱指数NDVI和RDVI处理后的SIF和PRI构建的SISP指数,对小麦条锈病DI的预测精度优于直接利用PRI和SIF组合的各种指数,验证样本数据集中预测DI值与实测DI值间的R~2至少提高3.7%,RMSE至少降低9%。(3)以SISP和反射率光谱指数为自变量构建的小麦条锈病多元线性回归(multiple linear regression,MLR)和径向基神经网络(radial basis function neural network,RBFN)模型的精度,高于仅利用反射率光谱指数构建的模型精度,其预测DI值与实测DI值间的R~2分别较反射率光谱指数提高13.42%和5.72%,RMSE分别减少29.93%和19.24%,RPD分别提高44.53%和29.80%。[结论]利用NDVI和RDVI处理后的SIF和PRI构建SISP指数,能够减弱作物群体生物量对冠层SIF和PRI信号的影响,提高小麦条锈病的遥感监测精度。

研究了不同氮肥水平下多时相水稻冠层光谱反射特征及其与叶片含氮量等参数的关系。结果表明 ,水稻冠层光谱反射率与叶片氮积累量 (单位土地面积上叶片的氮素总量 )显著相关 ,尤其是近红外与绿光波段的比值(R810 /R560 )与叶片氮积累量 (LNA)呈显著线性关系 ,不受氮肥水平和生育时期的影响 ,回归方程为LNA =0 .85 9R810 /R560 - 1.15 96。利用不同粳稻品种、播期、密度、水分和氮肥处理的数据对方程进行了较充分的检验 ,表明模拟值与实测值之间符合度较高 ,估算精度为 91.2 2 %,估计的RMSE为 1.0 9,平均相对误差为 0 .0 2 6。

采用水培方法研究了不同基因型小麦对不同NH+ 4/NO-3 混合比例营养的反应。结果表明 ,增铵营养对 40个基因型小麦的早期生长均有促进作用 ,但各个基因型的表现不尽一致。与单一NO-3 营养相比 ,增铵营养显著提高了茎干重、总干重、单株分蘖数、叶片叶绿素含量、植株氮含量和氮积累量 ,但对根干重没有影响。营养液中 2 5 %～ 5 0 %的NH+ 4比例对植株生长更为有利。与单一NO-3 营养相比 ,单一NH+ 4营养下植株的叶绿素含量和氮含量较高 ,但茎干重、总干重、单株分蘖数和氮积累量较低。分析表明 ,植株在增铵营养中干物质积累的增加与单株分蘖数和氮积累量相关。

为了研究氮素对燕麦坝莜1号的冠层结构、光合特性及产量的影响,用红外气体分析仪和冠层分析仪测定不同氮肥处理下群体的冠层结构和光合特性,同时分析了不同氮素水平下产量性状指标之间的差异性。结果表明:随着施氮量的增加,单株叶面积和叶绿素含量均显著增加,单株叶面积在整个生育期呈"M"型变化,叶绿素含量在抽穗期达到最大值。施氮量对叶面积指数和透光率的影响呈相反的变化趋势,随着施氮量的增加,叶面积指数变大,而透光率变小。随着施氮量的增加,燕麦坝莜1号旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著提高,胞间CO2浓度则降低。产量以N2处理(144.0 kg/hm2)最高。因此认为,合理的氮肥用量能显著改善燕麦群体的冠...

目的研究小麦不同品种籽粒、叶片和茎秆的含氮量和氮素利用效率的差异。方法选用29个普通小麦品种,分别在正常和肥水亏缺环境下进行随机区组试验。结果小麦不同品种籽粒、叶片、茎秆的含氮量和氮素利用效率差异均达极显著水平;不同环境间叶片、茎秆的含氮量和氮素利用效率差异也达极显著水平,但籽粒含氮量差异不显著;品种×环境互作只有叶片含氮量差异达极显著水平;不同品种肥水亏缺下氮素利用效率均高于正常环境的氮素利用效率;在肥水亏缺和正常环境下分别筛选出5个和4个高效利用氮素的品种;两种环境的籽粒和叶片的含氮量和氮素利用效率均存在极显著的正相关,而茎秆含氮量两种环境的相关不显著;籽粒、叶片、茎秆的含氮量和氮素利用效...

【目的】利用高光谱数据对抽穗期冬小麦冠层叶绿素含量进行估测，旨在为叶绿素含量快速准确估测提供参考。【方法】利用ＡＳＤ便携式野外光谱仪和ＳＰＡＤ－５０２叶绿素仪实测了冬小麦抽穗期冠层光谱反射率及叶绿素含量，并对原始光谱反射率及其一阶导数光谱与叶绿素相对含量进行了相关分析，建立了基于敏感波段、红边位置、原始光谱峰度和偏度、一阶导数光谱峰度和偏度的叶绿素估算模型，并进行检验，从中筛选出精度最高的模型。【结果】冬小麦冠层光谱曲线特征与叶绿素含量之间有着密切联系。基于原始光谱一阶导数偏度和峰度的冬小麦（抽穗期）叶绿素含量估算模型拟合精度优于其他４种估算模型，决定系数Ｒ２分别为０．８４７和０．５７２，均方．．．

通过田间小区试验, 研究了川中丘陵地区紫色土垄作表施(垄面下1～2cm土层处施肥)、垄作中施(垄面下25cm 土层处施肥)、垄作底施(垄面下45cm 土层处施肥) 和平作表施(常规耕作的1～2cm 土层处施肥) 对小麦-土壤生态系统中氮素平衡的影响。结果表明, 在小麦生长期不同处理向土壤中增加了氮素103.14～133.62kg/ha, 土壤中的氮素增加量差异表现为平作表施< 垄作底施< 垄作中施

研究了不同施氮水平下小麦籽粒蛋白质含量及相关品质性状与冠层反射光谱、植株氮素状况之间的定量关系。结果表明,小麦灌浆期冠层反射光谱可以用来直接预测籽粒蛋白质含量、沉降值和降落值,成熟期冠层反射光谱对籽粒醇溶蛋白和谷蛋白含量的监测具有较高的可靠性;籽粒蛋白质含量与花后14d叶片含氮量的相关性较好,并且花后14d比值指数RVI(1220,710)能准确反演叶片含氮量,进而可以间接地预测籽粒蛋白质含量。据此提出了小麦籽粒蛋白质含量及相关品质指标的两种监测技术途径:基于灌浆期反射光谱的直接预测和基于花后14d(灌浆中期)叶片含氮量的间接估测。