不同基因型糜子群体冠层特性研究

发布时间：2017-10-04 23:30

  本文关键词：不同基因型糜子群体冠层特性研究

  更多相关文章： 糜子 群体冠层结构 冠层温度 光谱反射率 叶绿素

【摘要】：糜子抗旱耐瘠,适应性广,是我国北方干旱半干旱地区主要粮食作物之一。其营养丰富,富含膳食纤维及矿物质,是现代新型保健食品资源,市场前景广阔。在作物生产中,合理的冠层结构是高产群体的基础,改善群体冠层结构,提高作物产量和品质是作物高效栽培的基础。糜子属小宗作物,优质抗逆栽培研究基础薄弱,尤其是关于糜子高产群体构建以及代谢机理机制研究尚未见相关报道。因此,探究不同抗旱类型糜子群体冠层特性,对于糜子品种筛选和构建高产群体结构具有重要意义。本研究以不同抗旱类型的8个糜子品种为材料,采用田间试验与室内分析相结合的方法,研究了不同基因型糜子群体冠层温度、冠层叶绿素含量的变化规律,剖析了不同群体结构下光合有效辐射的垂直分布规律,分析探讨了糜子农田冠层高光谱反射特征,应用高光谱遥感技术,建立了糜子冠层叶绿素含量的估测模型。研究得到以下主要结论:(1)在干旱胁迫条件下,不同基因型糜子群体冠层温度存在明显的差异。抗旱品种的冠层温度均低于平均值,从平均值比较来看,最大差异达到-0.89℃。糜子不同叶位叶绿素含量表现为倒二叶倒三叶旗叶,全生育期抗旱品种糜子旗叶、倒二叶和倒三叶相对叶绿素含量(SPAD值)分别为31.61、32.05和31.77,均大于旱敏感品种。与旱敏感品种相比较,抗旱糜子品种叶片叶绿素含量较高,且降解率较低,叶片有较长的功能期。从冠层内光分布规律来看,抗旱丰产品种群体冠层内光分布均匀合理,截获更多的光合有效辐射量,增大透光率,延缓下层叶片衰老,增加叶片物质生产时间,提高了光合能力,有助于获得较高产量。(2)糜子不同品种的光谱反射率在总体上呈现一致的变化趋势,在各波段存在不同差异。在可见光波段,旱敏感品种粘丰5号(M08)的反射率最低,其他各品种差异不明显;在近红外波段,各品种反射率差异较为显著,其中抗旱品种龙黍21号(M02)最大,旱敏感品种晋黍5号(M06)最小;短波红外波段,抗旱品种陇糜8号(M04)最大,旱敏感品种粘丰5号(M08)最小。在不同密度处理下,各处理冠层反射率差异不显著。随着生育期的推进,不同糜子品种的红边位置出现“蓝移”现象,即向短波方向移动;红边幅值减小。(3)在糜子拔节期、开花期和灌浆初期冠层光谱反射率与冠层叶绿素含量的相关系数曲线走势基本一致,在不同波段均表现出较为稳定的正相关,尤其是开花期的相关程度最高;其他三个生育时期的相关系数曲线也表现出较为相似的走势。在743~950nm的近红外波段,各生育期的相关系数表现为稳定的正相关,以开花期的相关系数最高。利用传统植被指数等变量对糜子冠层叶绿素含量的估测是可行的。基于RVI的估测模型精度最高,回归方程为y=38.331+73.677x-1500.996x2+3689.252x3(y为相对叶绿素含量,x为RVI值)。经精度检验,其均方根误差为0.045,相对误差百分比为9.58%。该模型可以较为准确的预测糜子冠层叶绿素含量,可作为快速、无损获取田间糜子群体叶绿素含量的估测模型。
【关键词】：糜子 群体冠层结构 冠层温度 光谱反射率 叶绿素
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S516
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 作物冠层结构特征研究进展13-15
• 1.2.1 冠层温度13
• 1.2.2 光合有效辐射13-14
• 1.2.3 不同类型品种冠层结构及农田小气候变化14-15
• 1.3 高光谱遥感技术原理15-16
• 1.4 作物生理生化指标的高光谱遥感研究进展16-17
• 1.5 研究目的和意义17-19
• 第二章 试验材料与方法19-24
• 2.1 试验区概况19
• 2.2 试验材料19-20
• 2.3 数据获取20-21
• 2.3.1 冠层温度20
• 2.3.2 光合有效辐射20
• 2.3.3 冠层光谱反射率20
• 2.3.4 叶绿素相对值20-21
• 2.4 数据处理21-24
• 2.4.1 冠层光谱数据预处理21
• 2.4.2 高光谱数据特征参量选择21-22
• 2.4.3 高光谱遥感监测模型的建立与验证22-23
• 2.4.4 数据分析23-24
• 第三章 不同基因型糜子群体冠层结构特征24-31
• 3.1 冠层温度24-25
• 3.2 冠层叶绿素相对值25-28
• 3.3 PAR垂直分布特征28-29
• 3.4 消光系数29
• 3.5 结论与讨论29-31
• 第四章 旱区糜子农田冠层高光谱反射特征31-35
• 4.1 不同糜子品种冠层光谱特征31
• 4.2 不同栽培密度下糜子冠层光谱特征31-32
• 4.3 糜子冠层光谱的红边参数32-33
• 4.4 结论与讨论33-35
• 第五章 基于植被指数的糜子冠层叶绿素含量高光谱遥感监测模型35-40
• 5.1 糜子冠层叶绿素含量与冠层光谱反射率相关关系35-36
• 5.2 基于植被指数的糜子冠层叶绿素含量高光谱遥感监测模型36-37
• 5.3 估测模型的精度检验37-39
• 5.4 结论与讨论39-40
• 第六章 结论与讨论40-42
• 6.1 主要结论40
• 6.2 展望40-42
• 参考文献42-49
• 致谢49-50
• 作者简介50

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本文编号：973520