【摘要】：利用光譜技術(shù)可以快速監(jiān)測作物氮素營養(yǎng),有助于管理者及時采取措施,既保證作物產(chǎn)量,又提高肥料效益、減少環(huán)境污染。本文以玉米為研究對象,以盆栽試驗和大田試驗相結(jié)合,探究玉米葉片生理生化指標(biāo)的時空分布及其與葉片光譜反射率的相關(guān)關(guān)系、葉片SPAD值與氮素營養(yǎng)的關(guān)系、葉片光譜反射率與植株氮含量(PNC)、根區(qū)土壤無機氮的關(guān)系以及預(yù)測模型的構(gòu)建和評價,以期建立高效的玉米氮素營養(yǎng)診斷技術(shù)。主要結(jié)論如下:1.葉片的生理生化指標(biāo)呈現(xiàn)一定的時空差異性。葉綠素含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、葉片厚度和葉片凈光合速率隨氮肥的增施呈增加的趨勢,與可見光波段的光譜反射率呈負相關(guān)關(guān)系,與近紅外波段光譜反射率呈正相關(guān)關(guān)系�？扇苄蕴请S著氮肥的增施呈遞減趨勢,與可見光波段的光譜反射率呈正相關(guān)關(guān)系,與近紅外波段的光譜反射率呈負相關(guān)關(guān)系。2.隨著生育期的推移,葉片氮含量呈減少趨勢,在同一生育期,同一施肥水平下的葉片氮含量:上層中層下層,葉片氮含量隨著氮肥的增施呈先增加后平穩(wěn)的趨勢。拔節(jié)期的下層葉片敏感性較強,其最佳比值光譜指數(shù)為RSI(1811,1842);大喇叭口期和灌漿期的上層葉片的敏感性較強,選取的最佳比值光譜指數(shù)分別為RSI(720,557)、RSI(600,511);開花吐絲期的中層葉片的敏感性較強,最佳光譜指數(shù)為RSI(688,644)。3.明確了葉片SPAD值的時空分布,前三個生育期上層葉片SPAD值與葉片氮含量相關(guān)性較強,灌漿期中層葉片相關(guān)性較強。四個生育期的下層葉片SPAD值與植株氮含量的相關(guān)性均達極顯著水平,葉片平均SPAD值與植株氮含量的相關(guān)性均達極顯著水平。4.拔節(jié)期的植株氮含量是最大的,隨著玉米的生長呈遞減的趨勢,在同一生育期內(nèi),隨著氮肥的增施,植株氮含量呈增加趨勢。大喇叭口期和灌漿期的葉片光譜反射率與植株氮含量在可見光波段呈負相關(guān)關(guān)系,拔節(jié)期和開花吐絲期兩者在近紅外波段呈正相關(guān)關(guān)系。5.施氮能顯著提高根區(qū)土壤無機氮含量,隨著玉米的生長呈遞減趨勢。拔節(jié)期和開花吐絲期根區(qū)土壤無機氮含量與葉片光譜反射率在可見光波段呈負相關(guān),在近紅外波段呈正相關(guān)關(guān)系,大喇叭口期兩者在可見光波段呈負相關(guān)關(guān)系。6.對于植株氮含量的預(yù)測,四個生育期的最佳光譜指數(shù)分別為RSI(816,835)、RSI(1030,738)、PPR和RVI-2,拔節(jié)期、大喇叭口期和灌漿期的偏最小二乘回歸(PLSR)模型均能很好地預(yù)測植株氮含量,而開花吐絲期能粗略地預(yù)測。對于根區(qū)土壤無機氮含量的預(yù)測,四個生育期的最佳光譜指數(shù)分別為RVI-2、RVI-2、RSI(567,519)和RSI(802,816)�；赑LSR建立的預(yù)測模型,前三個生育時期均能很好地預(yù)測根區(qū)土壤無機氮含量�；赑LSR建立模型可以實現(xiàn)利用葉片光譜數(shù)據(jù)預(yù)測植株氮含量和根區(qū)土壤無機氮含量。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O433.4;S513

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本文編號：2673708