基于冠层反射光谱的油菜生长与氮素营养监测.研究

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1、▲；，西南大学硕士学位论文‘目录4．1基于冠层反射光谱的油菜生长指标监测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．164．1．1冠层反射光谱特征与叶面积指数的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯164．1．2冠层反射光谱特征与角果皮面积指数的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．194．1．3冠层光谱反射特征与生物量的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．224．2基于冠层反射光谱的油菜叶片氮素状况监测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．294．2．1功能叶片氮素状况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．294．2．2功能叶片氮素状况与SPAD值的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯．．294．2．3叶片氮素状况与光谱植被指数的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．324．2．4油菜叶片氮素状况的光谱植被指数估算模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．334．3基于冠层反射光谱的油菜生理指标监测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．364．3．1油菜叶片气孔导度的变化趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．364．3．2光谱植被指数与油菜叶片气孔导度的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．374．3．3油菜叶片气孔导度的光谱植被指数估算模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．374．3．4油菜冠层叶片气孔导度的光谱植被指数估算模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、38第5章讨论与结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。415．1讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4l5．2结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4l参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43致谢⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．50发表论文、参加课题情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51西南大学硕士学位论

4、文摘要基于冠层反射光谱的油菜生长与氮素营养监测研究植物营养学专业硕士研究生孙金英指导教师黄云教授曹宏鑫研究员摘要农业是全球可持续发展的基础。作物长势及营养的实时监测和预测是精确可持续农业发展中十分重要的关键技术，利用高光谱遥感技术，可以快速精确地获取作物生长状态以及环境胁迫的各种信息，从而做出相应地管理决策，达到节本、增加、保护农业资源和环境质量的目的。基于高光谱遥感的作物长势和氮素营养状况估测，可以弥补传统作物监测方法的不足，为作物生产管理精确化和信息化提供有力的技术支持。目前利用光谱特征反演作物的生长特征(

5、如叶面积指数LAI、生物量等)及作物体内的生化成分(如叶绿素、氮素、水分等)的研究已取得重要进展，但多集中在玉米、水稻、小麦等禾谷类作物上，而对油菜的研究较少。本研究正是基于以上想法，2007---2008年开展田间实验，测定了2个品种(宁油18号和宁油16号)、2个供氮水平(N180：纯氮180kg·hm-2、P205120kg·hm-2、K20180kg·hm．2和硼砂15kg·hm五；No：CK)的油菜冠层光谱反射率、生长指标(LAI、角果皮面积指数PAJ、生物量)、氮素营养指标以及叶片气孔导度和SPAD

6、值。利用各波段光谱反射率组合产生的植被指数，分析了油菜生长指标(LAI、PAI、生物量)、氮素营养指标以及叶片气孔导度的变化规律及其与光谱植被指数的相关性，并建立了光谱植被指数对油菜生长指标(LAI、PAI、生物量)、氮素营养指标以及叶片气孔导度的估算模型。拟为遥感技术在油菜生长与营养监测上的应用提供理论和技术依据。结果表明：1．在整个生育期油菜L越和生物量呈“单峰”曲线(除角果千重外)；开花前光谱植被指数与油菜LAI和叶、茎生物量均呈极显著正相关，开花后光谱植被指数与油菜PAl、角果生物量呈显著或极显著正相关

7、，且RVI在开花前可以较准确地反演油菜LAI和叶、茎生物量，开花后由红蓝光波段构成的RBNDVI和由绿红光波段构成的GRNDVI可以较准确地反演油菜PAI和角果生物量。奄。．、鬟’·?0。竹西南大学硕士学位论文摘要，舞鼍曼量皇曼鼍舅舅曼鼍曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼舅曼曼曼皇寰皇舅量量曼舅皇曼量曼曼曼量曼曼鼍量璺曼曼蔓曼曼曼曼曼鼍曼蔓皇葛皇曼皇曼曼曼曼曼皇鼍曼曼曼2．油菜叶片氮素状况和SPAD值均随不同处理水平呈显著变化，且整个生育时期功能叶片的SPAD值与叶片氮含量和氮累积量显著相关：开花前光谱植被指数与油菜叶片氮含

8、量呈显著或极显著正相关，与油菜叶片氮累积量呈极显著正相关，其中由绿蓝光波段构成的GBNDVI与油菜叶片氮含量有密切的定量关系，决定系数为0．4863，由绿光波段构成的GNDV与油菜叶片氮累积量有密切的定量关系，决定系数为0．8867。这些研究结果是对已有文献中有关油菜叶片光谱特性与叶片氮素状况的补充和发展，为油菜植株氮素营养状况的无损监测、精确诊断及管理调控提供了便捷快速的技术途径。3