基于冠層和葉片水平的水稻氮素和水分的高光譜估算模型和方法.pdf

1、本文以無(wú)土栽培技術(shù)培育了不同水分、不同氮素條件下純正的水稻樣本，通過(guò)高性能光譜儀獲取光譜信息。分別在冠層、葉片二個(gè)水平下，分析了水稻葉片的水分含量和氮素含量與光譜反射率的關(guān)系，建立水稻水分含量和氮素含量的估算模型，并對(duì)水稻水分和氮素含量進(jìn)行反演，以得到更為方便、有效準(zhǔn)確的水稻水分含量和氮素含量的診斷方法。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： 不同氮素脅迫下，水稻葉片的水分含量與光譜反射率在近紅外波段，隨葉片水分含量的增加而升高。選取水稻葉片

2、水分含量的敏感波段，在水稻不同生育期作比值植被指數(shù)分析。研究表明：在抽穗期，冠層光譜指數(shù)R970/R740與水稻葉片含水率的相關(guān)性較好，葉片光譜指數(shù)R1400/R720與水稻葉片含水率的相關(guān)性較好。因此在基于冠層和葉片光譜指數(shù)的基礎(chǔ)上，分別建立預(yù)測(cè)水稻葉片水分含量的估算模型。 不同水分脅迫下，水稻葉片的氮含量與光譜反射率在可見光范圍內(nèi)，隨葉片氮含量的增加而降低，在近紅外波段隨氮含量的增加而升高。選取水稻葉片氮含量的敏感波段，在水

3、稻不同生育期作比值植被指數(shù)分析，研究表明：在乳熟期，冠層光譜指數(shù)R940/R560與水稻葉片的氮含量相關(guān)性較好，葉片光譜指數(shù)R780/R640與水稻葉片的氮含量相關(guān)性較好，因此在基于冠層和葉片光譜指數(shù)的基礎(chǔ)上，分別建立預(yù)測(cè)水稻葉片氮含量的估算模型。 比較了水稻的冠層光譜和葉片光譜：光譜反射率在560nm處，形成一個(gè)小的反射峰，冠層光譜反射率最高點(diǎn)大約在0.1左右，葉片光譜反射率最高點(diǎn)大約在0.2左右；在700nm左右反射率突然上

4、升成為高反射平臺(tái)，冠層光譜反射率一般在30％-40％，葉片光譜反射率一般在50％-60％。比較冠層光譜指數(shù)與葉片光譜指數(shù)的相關(guān)系數(shù)和相對(duì)誤差率，葉片含水率、葉片氮含量與冠層光譜指數(shù)的相關(guān)性，均好于與葉片光譜指數(shù)的相關(guān)性；葉片含水率、葉片氮含量與冠層光譜指數(shù)的相對(duì)誤差率，均小于與葉片光譜指數(shù)的相對(duì)誤差率。 本研究系統(tǒng)地分析了水分和氮素交互作用下水稻的光譜信息，為及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)診斷出作物水肥狀況，提高作物的水肥管理水平和利用效率具有