利用高光譜估測(cè)干旱脅迫下接菌根菌大豆葉綠素含量-論文.pdf

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1、第30卷第12期農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)Vo1．30No．122014年6月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJun．2014123利用高光譜估測(cè)干旱脅迫下接菌根菌大豆葉綠素含量孔維平，畢銀麗※，李少朋，陳書琳，馮顏博，余海洋(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京100083)摘要：該研究旨在利用高光譜遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)干旱脅迫下接種菌根植物生長狀況，為菌根技術(shù)在旱區(qū)農(nóng)業(yè)中的推廣提供一定的理論基礎(chǔ)。以盆栽大豆為對(duì)象，在不同接種叢枝菌根時(shí)期采用高光譜遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)不同干旱脅迫下接菌和不接菌處理大豆葉

2、片的葉綠素含量變化，對(duì)比分析了3個(gè)水分梯度下及同一水分梯度下接菌和不接菌處理的大豆地上部分干質(zhì)量、葉綠素含量和葉片光譜在可見光和近紅外區(qū)域的響應(yīng)特征差異，建立了大豆葉綠素含量與多個(gè)光譜變量的估測(cè)模型。研究結(jié)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質(zhì)量優(yōu)于不接菌處理，且其葉綠素含量也高于不接菌，這些差異在葉片光譜曲線特征中同樣得以反映，接種菌根在一定程度上可以緩解干旱脅迫對(duì)植物生長的影響；基于多元線性逐步回歸方法建立的一階微分模型能較準(zhǔn)確地估測(cè)干旱脅迫下接菌大豆的葉綠素含量，其模型決定系數(shù)和預(yù)測(cè)檢驗(yàn)決定系數(shù)分別為0．90和0．84，具有較高的精

3、度和良好的預(yù)測(cè)能力。關(guān)鍵詞：干旱；遙感；葉綠素；脅迫；高光譜估測(cè)；大豆；叢枝菌根doi：10．3969~．issn．1002—6819．2014．12．015中圖分類號(hào)：0657-3；S127文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—6819(2014)一12—0123—09孔維平，畢銀麗，李少朋，等．利用高光譜估測(cè)干旱脅迫下接菌根菌大豆葉綠素含量[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，3O(12)：123—131．KongWeiping，BiYinli，LiShaopeng，eta1．Hyperspectralestimationofleafchlorophyllcontenti

4、nmycorrhizalinoculatedsoybeanunderdroughtstress[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(12)：123—131．(inChinesewithEnglishabstract)Zarco．Tejada等【6J研究了受重金屬脅迫的植物和健0引言康植物的光譜曲線特征，利用光譜指數(shù)提前識(shí)別出植土壤干旱是全球性的自然災(zāi)害，嚴(yán)重制約著農(nóng)物葉片葉綠素的變化。蔣金豹等【7J、谷艷芳等【8]和Liu

5、業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。挖掘生物高效利用水分的潛等分別在小麥?zhǔn)軛l銹病、水分和鹽脅迫條件下探力，大幅度提高水資源的利用效率是解決土壤干旱究了其光譜曲線特征，并利用植被指數(shù)和紅邊參數(shù)問題的一條重要途徑?。合理的水分和養(yǎng)分管理是(包括紅邊位置即光譜紅光區(qū)一階微分最大值所對(duì)發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)的核心，研究發(fā)現(xiàn)叢枝菌根能夠通過應(yīng)的波長、紅邊幅值即紅光區(qū)一階微分的最大值)擴(kuò)大根系吸收范圍、活化土壤養(yǎng)分等方式【2J，顯著建立葉綠素的反演模型。謝曉金等L1UJ通過高溫脅迫改善植物的營養(yǎng)狀況，改良土壤結(jié)構(gòu)，提高植物的試驗(yàn)，測(cè)定水稻在不同生育期冠層反射率和葉片的抗旱性p4】。葉綠素是農(nóng)作物生長中重要

6、的農(nóng)學(xué)參葉色值(soilandplantanalyzerdevelopment，數(shù)，在不同養(yǎng)分水平條件下，它既表明植物生長狀SPAD)，認(rèn)為以紅邊位置來估測(cè)水稻SPAD值效況，又表征作物的生產(chǎn)能力【5J，因而可作為植物環(huán)果更可靠，其與SPAD值估測(cè)模型的均方根誤差境脅迫的指示器。高光譜遙感具有簡(jiǎn)便、快速、自(rootmeansquareerror，RMSE)為13．95。一些學(xué)動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)大面積動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，者卜J在前人研究的基礎(chǔ)上提出了新的植被指數(shù)以更精確地估測(cè)葉綠素含量。還有一些研究將高光譜遙感技術(shù)用來監(jiān)測(cè)果樹的葉綠素含量，如潘蓓收稿日期：2013-12

7、．25修訂日期：2014．03—31等u測(cè)定蘋果樹春梢停止生長期冠層光譜反射率，基金項(xiàng)目：十二五“863”作物生境過程模擬與動(dòng)態(tài)優(yōu)化決策技術(shù)(2013AA102904)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(2009KD01)。以4001350nln任意2波段及微分值組合成8個(gè)作者簡(jiǎn)介：孔維平，女，山東滕州人，主要從事微生物復(fù)墾的高光譜遙植被指數(shù)與葉綠素含量建立反演模型，最后得出以感監(jiān)測(cè)研究。北京中國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，794和763nln組合而成的冠層葉綠素指數(shù)為自變量100083。Emaihping．2158@163．oom※通信作者：畢銀麗(19