荔枝花芽分化期叶片的光谱特征及其养分预测.pdf

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1、第26卷第6期2162010年6月农业工程学报TransactionsoftheCSAEVbl．26No．6Jun．2010荔枝花芽分化期叶片的光谱特征及其养分预测王颖芳1，一，陈水森1，2，蝶，。李丹1,2,4，周霞1，王建芳5(1．广州地理研究所广东省地理空间信息技术与应用公共实验室，广州510070；2．中国科学院广州地球化学研究所，广州510640；3．农业部资源遥感与数字农业重点开放实验室，北京100081；4．中国科学院研究生院，北京100039；5．华南农业大学信息学院，广州510642)摘要：为实现荔枝营养状况的快速监测，提高荔枝的精细施肥管理水平，服务华南荔枝的高产优质安

2、全生产，研究了广州白云区荔枝花芽分化期冠层高光谱4种变化形式的特性，结果表明荔枝秋梢冠层叶片光谱具有植物光谱共性。结合试验测得的冠层叶片生化养分数据(全氮、全磷、叶绿素、有机碳)分别与光谱反射率这4种形式作相关性分析。选择最显著相关的波段进行曲线拟合，结果表明：叶绿素、有机碳含量的最佳光谱诊断敏感波段分别是反射率一阶导数的1562nm(间．8944)、1720nm(r---o．7827)。全氮、全磷的最佳光谱诊断敏感波段分别是倒数对数一阶导数的2059am(r--0．8073)，1347nm(FO．7575)；全氮、叶绿素、有机碳指数函数拟合最优(RMSE分别为0．002730，0．008

3、138和0．000416)，全磷线性模型最优(RMSE=O．000336)。研究结果对华南精细荔枝果业的实施和果业环境保护都具有一定的指导意义。关键词：光谱分析，养分，相关分析，荔枝，冠层doi：10．39694．issn．1002—6819．2010．06．038中图分类号：S127文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)一06-0216—010王颖芳，陈水森，李丹，等．荔枝花芽分化期叶片的光谱特征及其养分预测[J]．农业工程学报，2010，26(6)：216—225．WangYingfang，ChenShuisen,LiDan，eta1．Spectralcharacter

4、izationandnutrientpredictionoflitchicanopyleavesduringflowerbuddifferentiation【J】．TransactionsoftheCSAE，2010，26(6)：216--225．(inChinesewithEnglishabstracO0引言高光谱分辨率遥感(hyperspectralremotesensing)不仅能识别作物和植被类型，还可以监测农作物长势和反演农作物的理化特性。目前利用高光谱遥感进行作物养分研究已是一种趋势，并在精细农业领域有广泛的应用前景。孔维姝【l】等的研究结果表明：棉花导数光谱能消除测量背景影响

5、及寻找特征波长，发现棉花冠层和叶片光谱都存在红边位移现象，并且红边参数与叶面积指数、鲜叶质量、干叶质量和叶绿素含量有显著相关。田庆久[21等的研究结果表明：水稻叶绿素含量与光谱特性之间具有明显的相关性，水稻叶片光谱反射率及其一阶导数的峰值参数与叶绿素含量之间具有很强的相关性，复相关系数均达到0．4以上，可作为水稻叶片叶绿素含量反演的方法。但此类研究存在2个问题：一是作物生化养分研究内容单一，关于全氮、叶绿素与光谱特征变化的研究较多，磷、有机碳等少见报道，且大多是还处于理论基础研究阶段，真正指导生产的仍很少。在利用高光谱数据估测作物物理、化学参数的研究中，单项指标研究较收稿日期：2008—1

6、2．30修订日期：2010-01．15基金项目：广东省科技计划重点项目(200913020305003，200681001014)：农业部资源遥感与数字农业重点开放实验室开放基金(RDA0806)；华南农业大学校长基金。作者简介：王颖芳(1984一)，女，广东佛山人，主要从事遥感与GIS应用研究。广州广州地理研究所，510070。Email：scau．wyf@163．toni※通信作者：陈水森(1965一)，男，研究员，博士生导师，近期研究领域：荔枝园营养光谱诊断，水色遥感。广州广州地理研究所，510070。Emaihc踮@gdas．∽．∞多，缺少综合考虑。二是以往的研究大多集中对大豆，水

7、稻，小麦等几种重要的粮食作物，荔枝经济作物少有研究。近年来，华南地区大力发展荔枝产业，打造特色农业的发展趋势，这使得对荔枝高产优质的要求更高，尤其需要现代农业技术的支持。花芽分化期冠层叶片主要生化养分含量反映着荔枝树体的营养状况，其养分含量与比例是荔枝树能否开花结果的关键[3】。因此，应用高光谱遥感技术研究荔枝花芽分化期冠层叶片光谱特征，建立叶片高光谱反射率反演荔枝养分含量水平和预测荔枝施肥的模型，对实现荔枝营养状况的实