基于扫描叶片图像特征的甜菜氮素营养诊断研究

发布时间：2020-08-08 14:00

【摘要】：为了减少甜菜生产中氮肥过量施用造成的浪费和环境问题,根据甜菜不同生育时期需肥特点,进行实时定量供给氮肥是一个理想途径,而甜菜植株氮素营养状况的实时快速诊断是实现这一途径的前提。本文在田间试验条件下对甜菜生长发育的动态过程进行观测,分析了不同氮素营养对甜菜植株形态特征的影响。通过化学分析法测定和分析不同氮肥处理下甜菜氮素营养的代谢规律,并利用数字图像处理技术提取甜菜叶片色彩参数指标,分析不同施肥处理下的甜菜不同叶序色彩参数指标与传统氮素营养化学诊断指标的相关关系,确立甜菜氮素营养诊断的最佳测定叶序和色彩参数,建立了基于扫描图像参数的甜菜氮素营养实时快速诊断的方程模型,为数字图像处理技术在甜菜氮素营养实时快速诊断的应用研究奠定了理论基础。研究结论如下:1、各生育时期冠层L5、L6、L7、L8四个叶序叶片的SPAD值和叶绿素含量均存在显著或极显著的相关关系(0.489r0.702),受生育时期影响较小,能准确、稳定的反映甜菜整株氮素营养状况,因此本文选择L5、L6、L7、L8四个叶序叶片作为甜菜氮素营养诊断的测定叶。2、在叶丛生长后期4个叶序共有37个色彩参数指标与叶片含氮量存在显著或极显著的相关关系,32个色彩参数指标与植株全氮存在显著或极显著的相关关系,40个色彩参数指标与叶绿素含量存在显著或极显著的相关关系,多于其它3个生育时期,叶丛生长后期可作为利用计算机数字图像处理技术进行甜菜氮素营养诊断的关键时期。3、对叶丛生长后期色彩参数指标和SPAD值做曲线拟合,发现L7、L8叶序与R/B相关性最好,相关系数为0.809、0.736,G/B、NBI次之,其次为L5、L6叶序,在进行甜菜氮素营养诊断时,推荐选择色彩参数R/B,其相关性和稳定性优于其它色彩参数指标。4、将氮肥施用量和产量做曲线拟合,发现一元三次方程的决定系数最大,为0.901,方程模型为 y=42015.025+152.515x+0.508x2-0.003x3,呈“抛物线”形状,在N180处理下得到最高理论产量67955.09kg/hm2,之后开始下降,说明施氮量为180kg/hm2是适宜施氮量。根据不同施氮水平下R/B的分布情况,R/B大于1.54时产量较低,为供氮不足状态,R/B小于1.36时,理论产量达到峰值,为供氮理想状态。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S566.3;TP391.41
【图文】：

氮肥的施用会影响作物的外部形态，植株缺氮时，细胞分裂减慢，植株生长缓逡逑慢，植株高度是作物生长的重要指标之一，反映了作物的生长速率。在６月２日、６逡逑月９日、６月１６日分别测量不同氮肥水平下的甜菜植株高度，如图２所示，５个氮逡逑肥处理的变化趋势非常一致，６月２日到６月９日，增长趋势相对缓慢，６月９日到逡逑６月１６日，增长加快，Ｎ１２。、Ｎ１Ｓ。处理下甜菜的高度明显高于其它处理。逡逑３５．００逦ｔ逡逑３０．００逦＾逦＾４逡逑２５．00邋—逡逑Ｉ邋２０－００邋１逦，气逡逑｜邋１５－°°邋＇逦．Ｍ７５逡逑１０．００逦—＾？Ｎ１２０逡逑５．００逦Ｎ１８０逡逑０．００逦逦—逦逦逦逦逦逦逦ｒ逦逦逦５逡逑６．２逦６．９逦６．１６逡逑日期逡逑图２不同施氮处理下甜菜植株高度变化图逡逑Ｆｉｇ．邋２邋Ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｆ邋Ｓｕｇａｒ邋ｂｅｅｔ邋Ｐｌａｎｔ邋Ｈｅｉｇｈｔ邋ｕｎｄｅｒ邋Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｎｉｔｒｏｇｅｎ邋Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ逡逑４．邋１．邋１．邋２不同氮肥处理下甜菜植株叶片长宽的变化逡逑将不同氮肥处理下的甜菜叶片的长度和宽度与叶序的关系分析比较，如图３、逡逑图４所示，发现不同氮肥处理下的叶长、叶宽表现出相同的变化趋势，随叶序的增逡逑加先上升后下降。６月２日时，各处理间叶长、叶宽表现出差异性，说明从播种到逡逑该时间段施氮有助于甜菜叶长、叶宽的X棾

本文编号：2785660