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《寧夏引黃灌區(qū)水稻冠層高光譜特征研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、寧夏引黃灌區(qū)水稻冠層高光譜特征研究 摘要：以不同施氮量試驗小區(qū)為依托，對各生育期水稻冠層光譜反射率及一階微分光譜進行分析。結(jié)果表明，水稻冠層光譜隨生育期的變化規(guī)律與其生長發(fā)育變化特征相對應(yīng)；不同施氮條件下水稻冠層光譜反射率隨施氮量增加在可見光波段降低、近紅外波段升高，其中550～600nm和800～900nm處差異明顯，是診斷氮素的特征波段：紅邊位置（A。）和紅邊斜率（DT）在孕穗期前均隨著氮素水平的提高而增加，齊穗期后出現(xiàn)藍移現(xiàn)象，DT減小；將特征波長的比值指數(shù)和DT與葉片氮積累量進行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，800nm和550nm的反射率之比與
2、葉片氮積累量的相關(guān)性較好，其相關(guān)系數(shù)為0，864，λ，和D，與葉片氮積累量的相關(guān)系數(shù)分別為0.814、0.908。說明合適的光譜變量可以診斷水稻氮素狀況，進而為合理施肥提供參考?！ ￡P(guān)鍵詞：水稻；冠層；高光譜特征；寧夏引黃灌區(qū) 寧夏大米以上乘品質(zhì)著稱，得益于優(yōu)越的生態(tài)環(huán)境。孟亞利等對全國氣候生態(tài)條件評價的結(jié)果顯示，寧夏引黃灌區(qū)的綜合評價結(jié)果幾乎全為1級。同時光熱資源分析表明，寧夏水稻的潛在生產(chǎn)力和現(xiàn)實生產(chǎn)力均位居全國第二位。隨著“三農(nóng)”6政策的推進，寧夏引黃灌區(qū)正在建設(shè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)萬畝水稻種植基地，水稻生產(chǎn)向著規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。然而，在水稻栽培
3、中仍存在氮肥施用過多等問題，不僅影響水稻產(chǎn)量及品質(zhì)，也給環(huán)境帶來嚴重污染。如何合理施用氮肥，成為寧夏優(yōu)質(zhì)水稻栽培生產(chǎn)中需要研究的重要問題?！ 〗鼛啄辏吖庾V遙感技術(shù)作為診斷作物氮素的新手段備受關(guān)注，是變量施肥的基礎(chǔ)技術(shù)，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中有極高的應(yīng)用價值及前景。寧夏北部引黃灌區(qū)太陽輻射總量為5873×106-6101×106J/m2，年日照時間為2868～3060h，利于應(yīng)用遙感技術(shù)對水稻營養(yǎng)進行診斷與監(jiān)測，目前寧夏還未見有相關(guān)研究報道。本研究結(jié)合寧夏水稻生長發(fā)育規(guī)律，以不同施氮水平的試驗小田為依托，探討水稻冠層反射光譜變化規(guī)律，分析水稻高光譜反射率及
4、其變量與水稻氮素含量的關(guān)系，為寧夏水稻氮素的遙感監(jiān)測提供基礎(chǔ)，為合理施肥提供依據(jù)，對促進寧夏水稻產(chǎn)業(yè)向高檔綠色食品發(fā)展具有現(xiàn)實意義?！ ?.材料與方法 1.1試驗方法 試驗地點為靈武市梧桐樹鄉(xiāng)楊洪橋村，供試品種為寧優(yōu)2號，種子播種量為300kg/hm2，行間距為23cm。旱直播種植方式。設(shè)3個氮素處理，純施氮量分別為240、270、300kg/hm2，用N0、N1、N2表示。每小區(qū)為4.8m×12.5m，小區(qū)間筑埂隔離，重復(fù)3次，隨機排列。所有氮肥分別在播種期、分蘗期和孕穗期按50%、30%和20%施入。磷（P2O5）和鉀（K2O）施用量為9
5、0kg/hm2和45kg/hm2，全部基施。田間管理栽培措施和大田生產(chǎn)相同?！ ?.2高光譜反射率測定 利用美國SVCGERl500野外便攜式光譜儀，光譜波段512個，光譜范圍350～1096nm，其中350～1050nm內(nèi)性能穩(wěn)定，采樣間隔為1.56nm，視場角是25°。光譜測定從分蘗盛期至乳熟期幾乎覆蓋水稻整個生育期。為了保證光譜數(shù)據(jù)的質(zhì)量，測定選擇在有適當太陽高度及光照強度的條件下進行，選擇晴朗、無風(fēng)或風(fēng)速極小的天氣，時間在10：30-14：30最佳。每次測定要用白板校準儀器。測定時，傳感器探頭垂直向下，距離冠層頂為70cm，每小區(qū)選取3
6、個點分別測定5次，取均值作為小區(qū)的高光譜數(shù)據(jù)?！ ?.3氦素測定 在冠層光譜測定的范圍內(nèi)取樣，用烘箱在105℃殺青約10min，在80℃烘72h至恒重，采用凱氏定氮儀測定其氮素含量?！ ?.結(jié)果與分析 2.1冠層光譜隨生育期的變化規(guī)律 隨著水稻不斷生長，其葉面積指數(shù)、覆蓋度和生物量等均發(fā)生變化，光譜反射率也會隨之發(fā)生改變。圖1為不同生育期水稻冠層光譜反射率的變化情況，由圖1可以看出，各生育期的水稻冠層光譜反射率都具有綠色植物典型的光譜特征。在可見光波段，從分蘗盛期（7月3日）至孕穗期（8月13日），水稻冠層光譜反射率呈現(xiàn)降低趨勢，這是由于隨
7、著植株持續(xù)生長、水稻葉面積指數(shù)及覆蓋度不斷增長，水稻群體的光合能力不斷提升，從而使可見光波段的吸收增強，其反射率逐步降低，抽穗期（8月24日）降至最低。從抽穗6期至乳熟期（9月3日），可見光波段水稻冠層光譜反射率呈現(xiàn)增長趨勢，是由于從抽穗期起養(yǎng)分開始由葉片向穗部轉(zhuǎn)移，使水稻冠層的葉綠素減少，使得可見光波段的紅光和藍光反射率逐步升高；進入成熟期（9月24日）后，綠色葉片養(yǎng)分繼續(xù)向穗部轉(zhuǎn)移，葉綠素不斷分解，底部葉片逐步轉(zhuǎn)黃、枯萎、脫落，葉面積指數(shù)也不斷降低，使水稻光合作用減弱，可見光波段的反射率迅速上升。紅波段、藍波段的反射率上升加快?！ 〗t外區(qū)，
8、從分蘗盛期，隨著水稻葉面積指數(shù)增加，近紅外的反射率不斷增大，當葉面積指數(shù)在抽穗期達到一定值時，近紅外反射率也隨之趨于穩(wěn)定。灌漿和乳熟期，
