高温胁迫下水稻红边特征及SPAD和LAI的监测.pdf

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1、第26卷2010年第3期3月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．26No．3Mar．2010183高温胁迫下水稻红边特征及SPAD和LAI的监测谢晓金1，一，申双和1，李映雪1，李秉柏燃，程高峰2，杨沈斌1(1．南京信息工程大学应用气象学院，南京210044：2．江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，南京210014)摘要：为了促进高光谱遥感技术在水稻长势监测及其灾害评估中的作用，该文以扬稻6号与南粳43为试验对象，通过高温胁迫试验，测定孕穗期高温胁迫后2个品种在不同生育期冠层高光谱反射率、红边参数和叶片绿色度(SPAD)值及叶面积指数(厶u)。结果表明，

2、2个水稻品种剑叶的SPAD值与L4，随生育期的进行呈先上升后下降的趋势，在开花期均达到最大值，在始穗期与蜡熟期时较低。随着高温胁迫的加剧，SPAD值和上御’不断减小。冠层光谱红边位置、红边幅值与红边面积在开花前呈“红移”，开花后呈“蓝移”现象。随着胁迫温度的提高，3个红边参数也呈现“蓝移”现象。不同生育期剑叶SPAD值和L盯与红边特征参数均具有显著或极显著的相关关系。相对于红边幅值，以红边位置为参数所建的模型能更好地预测水稻剑叶的SPAD值和删，。关键词：遥感，监测，光谱分析，高温胁迫，红边特征，水稻doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．03．031中图

3、分类号：S127，TP701文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)一03—0183—08谢晓金，申双和，李映雪，等．高温胁迫下水稻红边特征及sP^D和LAI的监测[J]．农业工程学报，2010，26(3)：183—190．XieXiaojin，ShenShuanghe，LiYingxue，eta1．RededgecharacteristicsandmonitoringSPADandLAIforricewithhi【ghtemperaturestress[J]．TransactiomoftheCSAE，2010，26(3)：183—190．(inChinesewithE

4、nglishabstract)0引言长江流域是中国最重要的水稻种植带，也是全球罕见的水稻高温危害严重发生带。目前，随着全球气候变化的日益加剧，夏季极端高温和持续高温频繁出现，我国长江流域水稻发生热害的频率与受害程度随之加大，对水稻产量损害的程度也越来越严重。据不完全统计，仅2003年，由于水稻花期的高温危害，长江流域杂交中稻受灾面积就超过40．5万hm2，每公顷平均减产2250kg，损失超过14亿元，受灾地域从成都平原到江苏省，贯穿整个长江稻作带【11。目前长江流域水稻安全生产问题已引起中国政府和科技人员的高度重视【2_31。国内外许多研究表明，在高温生长环境下，水稻各种生理特性会发

5、生显著改变[4-81，但关于高温条件下其叶片或冠层反射光谱特征的研究颇少[9】。近年来，随着高光谱遥感技术的发展，使得遥感在光谱维上展开，可以直接对地物进行微弱光谱差异的定量分析，在植被遥感研究与应用中表现出强大优势。利用反射光谱数据来估测水稻叶绿素含量及其它生理生态参数已成为水稻长势监测的一种重要手收稿日期：2009加3．18修订日期：2009．12．15基金项目：国家科技支撑计划子课题(20068AD04804)；江苏省气象灾害重点实验室开放课题基金(KLME0705)；江苏省高等学校实践创新训练计划项目作者简介：谢晓金(1979一)，女．安徽安庆人，博士生，研究方向为农业遥感。

6、南京南京信息工程大学应用气象学院，210044。Email：xxj一200210@tom．corn※通信作者：李秉柏(1947一)，男，江苏建湖人，研究员，博士生导师。研究方向为农业遥感。南京江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，2l0014。Email：bbli88@163．tom段[10-13】。本文旨在根据水稻不同生育期的生长发育规律，结合水稻冠层高光谱反射率和叶绿素含量等生理生态参数，采用相关分析方法研究不同高温处理下水稻不同生育期的反射光谱变化规律及其红边特征，以促进高光谱遥感技术在水稻长势监测及其灾害评估中的应用。1材料与方法1．1供试品种及加热设施试验1：试验于2007

7、、2008年在江苏省农业科学院进行，供试水稻品种为扬稻6号(籼稻)与南粳43(粳稻)。5月15日育秧，6月18日移栽于塑料箱中(塑料箱的规格为：30cm×20cm×10cm)，每箱6穴，每穴2株，置于网室内，2个品种均在8月20日左右开始抽穗。采用浙江余姚生产的远红外加热灯管(长1．5m，额定功率l000w)安置在自行设计的高1．7m的柱型钢管支架上，另外配合自动控温系统使加热区(离地面0．8一--1．2Ill高的空间)的温度变幅控制在±O．2"C。在2个