低温胁迫下棉花幼苗生理变化与光谱响应研究

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1、密级：学号：2006201010单位代码：10759石河子大学博士学位论文低温胁迫下棉花幼苗生理变化与光谱响应研究学位申请人林海荣指导教师吕新教授申请学位门类级别农学博士学科、专业名称作物栽培学与耕作学研究方向数字农业与精准农业所在学院农学院中国·新疆·石河子2012年6月StudyofthePhysiologicalchangesandSpectralResponseofCottonSeedlingunderLowTemperaturestressADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfill

2、mentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofAgricultureByLinHai-rong(DigitalAgricultureandPrecisionAgriculture)DissertationSupervisor:Prof.Lv-XinJune,2012石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文

3、中作了明确的说明并表示谢意。研究生签名：时间：年月日使用授权声明本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅。有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日摘要低温危害是影响新疆棉花生产的主要逆境因子之一，探求低温危害下棉花的光谱特征和生理特性的内在关系，为大面积遥感监测棉花低温危害提供理论和技术基础。室内模拟冻害，实

4、测棉花苗期低温危害后高光谱曲线特征及生理指标，分析低温胁迫下叶片高光谱特征，叶片生理指标变化特征和生理指标与高光谱参数之间的相关性，探寻冷害程度与它们内在的定量关系，为遥感监测冷害提供先验知识。根据农作物灾害统计资料，结合统计年鉴和农业气象观测数据、社会经济统计数据以及野外调查数据，选择发生严重冷害的棉田作为遥感监测验证对象，研究大田条件下棉花苗低温冷害胁迫下的生理变化及其与高光谱反射特征之间的关系。选择发生严重冷害的棉田ETM影像，研究冷害发生强度的方法并进行实证。本研究取得以下结果：1.低温胁迫下，棉苗叶片Chl含量、SPAD、LWC、Pn、Fv/Fm变化趋

5、势均为：随低温胁迫强度加大，下降趋势越明显，各生理指标与处理水平间相关性显著，可做为指征棉花苗期冻害程度的生理指标。2.低温胁迫对棉苗光谱曲线产生影响，在全波段范围内，受冻程度越重，冻害级数越高，反射率越低。在680-760nm间有一个单高峰，随冻害程度加重，单峰峰值逐渐减小，微分光谱值逐渐向短波方向移动，处理间表现出冻害红边特征。-4℃下，红边冻害特征最为明显。3.大田条件下，随着棉花苗期冻害程度的增加，光谱参数PPR(550，540)、SIPI、TCARI、CCII逐渐增大，其中，SIPI相关系数在0.9以上；NDVI[670，890]、NDVI[820，2

6、200]、VARIgreen、GreenNDVI、SAVI、OSAVI、DVI[890，670]逐渐变小，NDVI[670，890]相关系数达在0.7以上。在0℃时，随胁迫时间的延长，光谱参数变化复杂，结果不明显。4℃时，随胁迫时间的延长，NDVI[820，2200]、NDVI[670，890]、GreenNDVI、SAVI、OSAVI、DVI[890，670]逐渐增加，NDVI[670，890]相关系数在0.8以上；VARIgreen、PPR[550，540]、SIPI、TCARI、CCII逐渐变小，SIPI相关系数在0.9以上。在-4℃下，随着冻害时间的延长

7、，光谱参数NDVI[670，890]、VARIgreen、SAVI、OSAVI逐渐减小，4℃下，VARIgreen逐渐变小，其变化与大田表现一致，说明模拟结果与大田实测结果一致。4.棉花苗期各处理间生理指标及各类植被指数差异较为明显，在-4℃时，植被指数NDVI[890，980]、NDVI[670，890]、OSAVI与Chl含量、SPAD、LWC、Pn、Fv/Fm呈显著或极显著相关，可做为棉花苗期冻害光谱特征参数。在4℃时，植被指数DVI[560，670]、[890，670]、VARIgreen、NDVI[857，1210]与Chl含量、SPAD、LWC、Pn

8、、Fv/Fm呈显著相关或