土壤表层湿度影响下冬小麦晚霜冻害及冠层光谱检测
本文选题:冬小麦冠层 切入点:土壤表层湿度 出处:《光谱学与光谱分析》2017年05期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为探究土壤表层湿度影响下冬小麦冠层光谱反射率响应晚霜冻害的特征,并检验敏感光谱波段预测小麦产量变化的能力,于2013和2014年小麦拔节期,分别设置了表层土壤含水量为10%(干)、10%~20%(中)和20%(湿)的三个湿度处理的冻前试验,并在低温室内进行降温处理。分析了不同土壤表层湿度下受冻冬小麦的穗数、穗粒数、千粒重、单株产量、冠层光谱反射率及其一阶微分值的差异,对冬小麦冻害产量变化率和高光谱特征参量进行了相关分析和一元线性拟合。结果表明:冬小麦穗粒数和单株产量总体上均随土壤表层湿度的降低而呈减少态势,在土壤表层干处理条件下冻害对冬小麦产量造成的影响最为显著(p0.05);在绿峰(523nm附近)、黄边(571nm附近)、红边(732nm附近)和近红外台的两个水分吸收带(952和1 145nm附近),干+冻害处理冬小麦冠层反射率的一阶微分值与中+冻害、湿+冻害处理的差值明显;剥离了土壤表层湿度对光谱的影响后,冬小麦冠层反射率一阶微分差值在以570nm为中心的黄边区域和以710nm为中心的红边区域对干、中和湿梯度处理下晚霜冻害响应的差异明显;两年试验中的黄边面积(SDy)和570nm处一阶微分值(d570)均与冻害产量变化率达到显著正相关(p0.05),说明黄边区域的高光谱特征参量可用于检测土壤表层湿度影响下的冬小麦晚霜冻害程度。本研究可为土壤表层湿度和晚霜冻害叠加影响下冬小麦产量变化预测方法的探讨提供参考。
[Abstract]:In order to investigate the characteristics of canopy spectral reflectance of winter wheat under the influence of soil surface moisture, and to test the ability of sensitive spectral bands to predict wheat yield changes, wheat jointing stage was conducted in 2013 and 2014. The pre-freezing experiments of three humidity treatments with water content of 10 (dry) and 20 (wet) in the surface soil were carried out respectively, and the number of panicles, the number of kernels per ear, the weight of 1000 kernels of frozen winter wheat under different soil surface moisture were analyzed, and the results were as follows: (1) the number of grains per ear, the number of grains per ear, and the weight of 1000 grains in different soil layers were analyzed. Differences in yield per plant, spectral reflectivity of canopy and its first order microfraction, Correlation analysis of yield change rate and hyperspectral characteristic parameters of winter wheat was carried out. The results showed that grain number per spike and yield per plant decreased with the decrease of soil surface moisture. The effect of freezing injury on winter wheat yield was most significant under the condition of soil surface dry treatment, and dry near 952 and 1145 nm in the two water absorption zones of the near infrared station, I. e., the green peak (523nm), the yellow edge (571nm) and the red edge (732nm). The first order differential value and moderate freezing injury of canopy reflectance of winter wheat were treated by freezing injury. The difference value of wet freezing injury treatment was obvious, and the first order differential difference of canopy reflectance of winter wheat was dried in the yellow edge region with 570 nm as the center and the red edge region with 710 nm as the center after the effect of soil surface moisture on the spectrum was removed. The difference of response to late frost injury was obvious under neutralization and wet gradient treatment. SDY) and the first order differential value (d570) at 570 nm were significantly positively correlated with the yield change rate of freezing injury, indicating that the hyperspectral characteristic parameters in the Yellow River edge region can be used to detect winter wheat lateness under the influence of soil surface moisture. This study can be used as a reference for the prediction of winter wheat yield under the influence of soil surface moisture and late frost damage.
【作者单位】: 农业部农业环境重点实验室中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所;商丘市农林科学院小麦研究所;
【基金】:公益性行业(农业)科研专项(201503116) 国家自然科学基金青年科学基金项目(31101074,51109214)资助
【分类号】:S425;S512.11
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,本文编号:1580187
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