氮磷配施下冬小麦冠层光谱响应规律及产量监测

发布时间：2020-04-20 15:22

【摘要】：冬小麦是我国重要的粮食作物之一,准确监测冬小麦产量对于保障国家安全,保障民生有着重要的意义。高光谱遥感技术凭借其实时、快速、大范围等特点,被广泛应用在不同的作物估产上。提前监测冬小麦产量能够及时指导作物生育时期的水肥管理,对提高冬小麦产量有一定的实践意义。为了探究氮磷配施下冬小麦冠层光谱的响应规律,明确冬小麦穗数、穗粒数、千粒重、产量的变化规律,尽快实现氮磷配施下的快速估产,本研究采集了氮磷配施条件下的冬小麦的冠层光谱、穗数、穗粒数、千粒重和产量数据,通过分析不同生育时期下冠层光谱与冬小麦产量三因素和产量的相关性,研究不同处理下的响应规律。利用偏最小二乘回归法(Partial least squares regression)建立产量三因素和产量的监测模型,结果表明:1.不同生育时期的冬小麦冠层光谱反射率明显不同。拔节期、孕穗期、开花期和灌浆前期的冬小麦冠层光谱具有绿色植被的光谱特征,灌浆后期和成熟期的冬小麦由于叶片发黄、脱落等原因,不具备这种特征。不同处理下的冠层光谱反射趋势相同,主要表现在可见光波段和近红外波段。2.不同氮磷配施处理下的冬小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量不同。施磷量相同,施氮量越高,穗数越大,穗粒数、千粒重和产量都表现为先升高后降低。施氮量相同,施磷量越高,穗数和穗粒数呈现先升高后降低的趋势,千粒重呈下降趋势,产量呈升高趋势。3.氮磷配施下的冬小麦冠层光谱与穗数、穗粒数、千粒重和产量的相关性较高且呈现一定的规律性。从波段上看,400nm-1349nm的相关性的规律性较强,1449nm-1800 nm和1942nm-2450nm的相关性较为杂乱。从生育时期看,拔节期、孕穗期、开花期和灌浆前期的整体相关性较高,灌浆后期和成熟期的整体相关性较低。4.利用偏最小二乘回归(PLSR)建立不同生育时期的冬小麦产量三因素和产量的监测模型,不同生育时期的冠层光谱监测产量三因素和产量的模型效果不同,表现较好的时期主要是灌浆前期,穗数的最佳监测时期是灌浆前期(RC2=0.76,RMSEC=73.67,Rv2=0.71,RMSEv=78.66);穗粒数的最佳监测时期是灌浆前期(Rc2=0.80,RMSEC=5.34,RV2=0.75,RMSEV=5.77);千粒重的最佳监测时期是灌浆前期(RC2=0.74,RMSEC=3.64,RV2=0.70,RMSEV=3.87);产量的最佳监测时期是灌浆前期(RC2=0.78,RMSEC=980,RV2=0.71,RMSEV=997)。
【图文】：

穗数,冬小麦

３．２产量及产量三因素的差异性分析逡逑３．２．１氮磷配施下穗数的差异性分析逡逑图３为不同处理下冬小麦穗数的变化情况，由图３可以看出，不同的氮磷配比对冬逡逑小麦穗数的影响不同，，其中，Ｎ２Ｐ２水平下的穗数最高，Ｎ０Ｐ１水平下的穗数最低。在施逡逑氮量相同的情况下，Ｐ２水平的穗数最高；施磷量相同的情况下，随着施氮量的增加，逡逑冬小麦穗数呈现不同程度的增加，但规律性不明显。逡逑－１１邋－逡逑

穗粒数,冬小麦,穗数,施氮量

图４不同处理下冬小麦穗粒数的变化逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋４邋Ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｆ邋ｇｒａｉｎ邋ｎｕｍｂｅｒ邋ｏｆ邋ｗｉｎｔｅｒ邋ｗｈｅａｔ邋ｕｎｄｅｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ逡逑图４为不同处理下冬小麦穗粒数的变化情况。由图４可以看出，不同的氮磷配比对逡逑冬小麦穗数的影响不同，Ｎ２Ｐ２和Ｎ３Ｐ３的穗粒数最大，Ｎ０Ｐ１的穗粒数最小。同一施磷逡逑水平下，随着施氮量的增加，冬小麦穗粒数增加，在Ｎ２和Ｎ３水平达到最大值，Ｎ４水逡逑平开始有所下降。同一施氮量水平下，Ｐ２水平的冬小麦穗数最大，Ｐ１和Ｐ３水平的冬逡逑小麦穗粒数无明显变化。逡逑－１２－逡逑
【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.11

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