基于棉花冠层干旱胁迫的遥感监测研究

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1、基于棉花冠层干旱胁迫的遥感监测研宄摘要：对棉花冠层逆境相关指标的研宂在希腊屮部利用生长季节布a裂区实验。实验设置三个灌水水平和三个施肥梯度，设置三个重复。灌水直接影响棉花叶片内部同位素变化和产量。不同施肥水平对棉花产量影响不显著，在不同灌水水平下棉花冠层植被指数与产量相关性高。冠层反射率以及逆境下相关指标与植被指数和产量有相关性。表明，在生长季节可用遥感监测评价干旱胁迫程度。这种技术应用在野外旱情监测可以指导在半干旱地区农作物生产中灌水需求。关键词：产量，卫星遥感，稳定性同位素，氮素，肥料，归一化植被指数，千旱【引言】在季节性变化影响作

2、物健康和活力的作物管理措施屮，需要获得准确，及时，廉价的空间和时间数据。在可见光和近红外区域通过飞机或卫星影像提取冠层反射率，随后这些数据被计算换算成归一化植被指数NDVI等指标。归一化植被指数与冠层叶面积指数和光合速率相关，在谷类作物中冠层反射率和归一化植被指数与生物量相关(YangandEveritt2000;Pinteretal.2003)0卫星影像梢被指数也被用于棉花估产，然而这些相关指标在棉花中后期产量监测中受到限制(Thomassonetal.2001)。Wiegandetal.(1991)获得基于卫星的植被指数与棉花结铃数

3、的线性关系。Thomassonetal.(2001)称热红外数据与棉花产量有很强的相关性，在生育期内更强。可移动式地而传感器是一种新兴的技术，克服Y许多卫星和航空遥感系统的限制。(BauschandDelgado2003)o尽管高空平台可提供迅速、大而积的光谱信息，但是这些信息不可随时去实施决策管理。这是因为商空传感器数据受天气、重新访问频率、土壤反射率干扰的制约。近来先进的地面传感器规避了云层覆盖和每天测H时M限制等问题(i.e.，nauiralilluminationandshadows)。这新兴技术实现了通过辅助光源生成可调光，而

4、且在所有照明条件下也正常运行。减小宥源传感器光源与H标物之间的距离，可使土壤背景的影响最小化。当连接到差分GPS，这些地面传感器能够提供高空分辨率的数据，可以与物料配送系统集成，便于实时应用程序(Hollandetal.2006)。为了实时宥效的应用，具体的解译反射率的功能和模式是必耑的。这是因为植被指数通常缺乏识別特定类型的胁迫和生物量参数的标准的诊断能力(Pinteretal.2003;El-Shikhaetal.2008)。当灌水不是主要因素时，氮素引起的胁迫往往是冠层反射率的空间变异性的原因。在这方面，作物冠层反射率被用于评估作

5、物氮素含量。因为叶片叶绿素含量与归一化植被指数相关，所以建议谷类作物施用氮肥。对于棉花，冠层叶绿素含量在冠层脱水和浇水充分的条件下提供可靠的氮素养分信息(El-Shikhaetal.2008)。另外，当在不同灌水条件下时，冠层水分亏缺对植被指数起主要作用，例如，萎蔫，叶片卷曲，伴随着植物的慢速生长随时都会受到较轻的水分胁迫，叶面积指数下降，衰老速度加快(Pinteretal.2003andreferencestherein)o(Plantetal.2000)表明，以逐步增加灌期长度的小区重复试验中，从卫星影像上获取NDVI。Schepe

6、rsetal.(1996)报道称，对玉米水分胁迫同吋增施氮肥可提高可见光反射率。前人研宂发现，NIR与红光反射率作用可检测大麦受干旱胁迫程度和苜蓿的发病程度(Momnetal.1989)。棉花产量和质景经常受到干旱的影响，因为棉花通常生长在干旱和半干旱地区H季(Sarangactal.l999)o所以在棉花上需要一篇就热红外区域与灌溉时刻表相关联的可通用的文献(Pinteretal.2003)«与此相反，对可见近红外反射率的棉花和水分胁迫之问的关系的信息是有限的，并且只能间接地从其他光谱数据推断(Wiegandetal.1991;Tho

7、massonetal.2001)。实验研宄了在两个连续生长季节和估产，地面传感器检测棉花在胁迫环境下相关参数。在希腊中部的一个半干旱农业区，布置裂区实验，灌水和施肥分别三个水平。材料与方法实验设计和采样试验场位于Platikampos自治市，Platikambos村附近，坐标力39°37'34.00"Nand22°33z02.57〃E。土壤为兑旱淡色始成土，32%的粘土，1.5%有机质，pH值7.8,碳酸钙含量11.4%。试验田耕种深度为25厘米,在2006年11月划分成27个小区(4.75*6m)2007年早春也同样的划分。每个小区随

8、机分配到三个重复中，在三个水平的灌水中(40,30,22方)添加(NH4)2SO4(60,110，160kgNH4-Nha-l)。灌水水平使用1.0，0.7和0.4代表在该地区灌水11。裂区实验设计以灌水为