基于冠层高光谱水稻长势估测探究

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1、基于冠层高光谱水稻长势估测探究　　摘要：为了定量分析不同生育期冠层反射光谱参数与水稻长势的相互关系，确定能够准确预测高温胁迫下水稻长势的敏感光谱参数，通过大田小区试验，测定了抽穗期4种温度胁迫处理后的两个水稻品种不同生育期冠层高光谱反射率、叶绿素指数和叶面积指数。光谱参数R808和SD755同时与淮稻5号抽穗期和灌浆期的SPAD相关性最好，R808、SD764和SD484与镇稻9424的两个时期的SPAD相关性最好。淮稻5号两个时期的LAI与其光谱相关性以R808、SD988和SD875为最好，镇稻942

2、4的两个时期的LAI与其光谱相关性以R808、SD934和SD860为最好。关键词：水稻；高温胁迫；冠层高光谱反射；长势预测；光谱参数Abstract:Inordertorelationshipbetweenquantitativeanalysisindifferentgrowthperiodsandthegrowthofricecanopyspectralreflectanceparameters,determinedtobeabletoaccuratelypredictsensitivespectra

3、lparametersunderhightemperaturestress,thegrowthofrice,thefieldexperiment,theheadingstagewasdeterminedindifferentgrowthperiodof4kindsoftworice10varietiesoftemperaturestressafterthecanopyhyperspectralreflectance,chlorophyllindexandleafareaindex.Thebestcorre

4、lationbetweenSPAD5,headingstageandmilkingstagespectralparametersofR808andSD755atthesametimeandHuaidao,bestSPADcorrelationbetweenthetwoperiodsofR808,SD764andSD484andZhendao9424.LAIanditsspectralcorrelationHuaidaoNo.5twoperiodwithR808,SD988andSD875wasthebes

5、t,LAIandspectralcorrelationbetweentwoperiodsofZhendao9424withtheR808,SD934andSD860forthebest.Keywords:rice;hightemperaturestress;canopyhyperspectralreflectance;growthprediction;spectralparameters中图分类号：S16110引言：水稻是世界三大粮食作物之一，中国是世界水稻最重要的生产国也是消费国。我国近60%的人口以稻

6、米为主食，而长江中下游地区，包括湖南、湖北、江西、江苏、安徽、浙江六个省份是水稻盛产区。近年来伴随全球工业化进程的加速，温室效应加剧，长江中下游地区夏季极端高温和持续高温频繁出现，导致该地区水稻热害日益严重，水稻安全问题已引起中国政府与研究人员的高度重视。许多研究表明，在逆境条件下（干旱、盐胁迫或氮胁迫等），作物光谱特征将有所变化。如2003年冯伟等[1]通过不同小麦品种和不同施氮水平的试验研究，分析小麦产量和冠层高光谱参数的相互关系，建立小麦氮胁迫下的产量估测模型。2009年李晓利等[2]通过5个供氮水

7、平处理下两个品种水稻的研究，确定了基于冠层高光谱的水稻长势模型。但关于高温胁迫下其叶片或冠层反射光谱特征的研究较少。1材料与方法1.1试验设计试验于2011年5月-11月在南京信息工程大学农业生态园进行，供试水稻品种为淮稻5号和镇稻9424，生育期为150d左右，2个品种在5月20日左右育秧，在6月25日左右移栽在塑料桶（规格为：30cm*18cm），每桶3穴，每穴2株，均在8月25日左右抽穗，于9月14日灌浆。采用浙江余姚生产的远红外加热灯管（长1.5m，额定功率1000W）安置在自行设计的高1.7m的

8、柱型钢管支架上，另外配合自动控温系统使加热区（离地面0.8-1.210m高的空间）的温度变幅控制在±0.2℃。在2个水稻品种处于抽穗期和灌浆期时，随机采取2桶进行高温处理，另外2盆为常温对照（CK）。加热设施提前30min通电预热，以确保09:00-14:00时段内穗层温度为35℃、38℃与41℃，每天高温处理5h，处理时间为3d和6d，然后移到自然条件下生长。1.2数据获取1.2.1光谱数据的获取在水稻抽穗期和灌浆期采用背挂