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1、第21卷第10期农业工程学报Vol.21No.102005年10月TransactionsoftheCSAEOct.20055玉米叶片纤维素含量与冠层光谱特征的研究123221※蒋海荣,王纪华,谢瑞芝,黄文江,谭昌伟,周顺利(1.中国农业大学农学与生物技术学院,北京100094;2国家农业信息化工程技术研究中心,北京100089;3.中国农业科学院作物科学研究所,北京100081)摘 要:以株型相近的高赖氨酸玉米“中单9409”、粮饲兼用型玉米“中原单32”和高油玉米“高油115”为供试材料,研究了不同生育时期和冠层中不同高度叶片中纤维素、半纤维素含量
2、的差异及其冠层水平的光谱响应。结果表明:在相同栽培密度和施肥水平下,不同品玉米品种叶片的纤维素、半纤维素含量存在差异,其中以中、上层叶片相差较大,不同品种间同层叶片纤维素含量相差可达34.9%,下层叶片相差较小。通过对同步获取的冠层近红外光谱与叶片中纤维素、半纤维素含量进行相关分析,分别筛选出1420、1450、1490、2100和2270nm可作为反演纤维素含量的特征波长;而2270、2280和2340nm可作为反演半纤维素含量的特征波长,达到了显著或极显著水平。关键词:玉米;纤维素;半纤维素;冠层;光谱特征中图分类号:S123;S513文献标识码:
3、A文章编号:100226819(2005)1020005204蒋海荣,王纪华,谢瑞芝,等.玉米叶片纤维素含量与冠层光谱特征的研究[J].农业工程学报,2005,21(10):5-8.JiangHairong,WangJihua,XieRuizhi,etal.Canopyspectralreflectanceinrelationtotheleafcellulosecontentsatdifferentverticallayersofmaizeplants[J].TransactionsoftheCSAE,2005,21(10):5-8.(inChines
4、ewithEnglishabstract)0 引 言1 材料及方法近年来利用冠层光谱估测田间条件下作物化学组1.1 试验设计[1,2][3]分含量已有很多研究,特别是围绕水稻、玉米、小试验于2003年在北京市农林科学院实验农场进[4]麦等作物的叶绿素、氮素和水分的特征光谱及含量预行。选用北京地区有代表性的3种用途类型夏玉米各[5]测开展了大量研究,并与营养及品质监测相结合,为1个品种:中单9409(高赖氨酸型)、中原单32(粮饲兼航空航天遥感农业应用奠定了基础。但是,迄今有关利用型)和高油115(高油型)。上述3个品种玉米的叶向用冠层光谱估测纤维类组分
5、的研究鲜有报道。纤维是由值(LOV)均在30°～60°之间型,同属于偏直立的半紧凑[7]多种大分子物质组成的混合物,其中大多数的结构为多型。按照Pepper等的方法,试验田土壤质地为壤土,糖类物质如纤维素、半纤维素和果胶等。0～30cm土层内养分含量为:有机质1.92%～2.22%,玉米是中国北方主要旱田作物,栽培用途除了普通铵态氮10.2～12.3mgökg,硝态氮16.2～18.0mgökg,籽粒型外,还有高赖氨酸型、高油型和粮饲兼用型等。作有效磷15.2～17.6mgökg,速效钾225～230mgökg。为饲用玉米的育种目标,通常要求消化率高的
6、淀粉、可小区面积为15m×7m,重复2次。6月20日播种,田间2溶性碳水化合物及蛋白质含量高,而纤维素及木质素含种植密度为60000株öhm,施肥水平为N肥276[6]2。量低。半纤维素则是相对容易消化的组分,因而越来kgöhm越受到重视。从普通籽粒型玉米秸秆利用的角度看,纤1.2 测试项目及测试方法维素含量也是评价其价值的重要指标。本文以多种用途1.2.1 光谱反射率测定类型玉米为供试材料,探讨不同生育时期和冠层中不同采用美国ASD公司生产的FieldSpec光谱仪进行高度叶片中纤维素、半纤维素含量的差异及其冠层水平测定,视场角25°,波段范围为35
7、0～2500nm,重采样后的光谱响应,以期为利用定量遥感技术监测植株纤维品输出波段数为2151个,选择晴朗无云风力较小的天气质提供理论依据。测定冠层光谱反射率。选取有代表性的样区进行光谱测定,测定时间为北京时间10:30～14:00。探头距植冠顶2部1.6m处垂直向下测定,每点在1m范围内均匀改收稿日期:2005207225 修订日期:2005209228变测点测定20次,取平均值作为该小区的光谱反射值,基金项目:国家863项目(2002AA243011)和北京市科技项目各小区测定前、后都立即进行参考板校正。先后获取了(H010710010123)资助
8、各品种7月20日、7月29日、8月6日、8月11日、8月作者简介:蒋海荣(1980-),女,硕
