基于冠层反射光谱的夏玉米叶片氮积累量估测-中国农学通报.PDF

中国农学通报 2014,30(3):85-90 Chinese Agricultural Science Bulletin 基于冠层反射光谱的夏玉米叶片氮积累量估测 李国强，吴士文，郑国清，张学治，冯 晓，张 杰，胡 峰 （河南省农业科学院农业经济与信息研究所，郑州450008 ） 摘 要：为实现夏玉米冠层氮素状况的实时无损监测，于2009—2010 年连续2 个生长季，通过不同玉米品 种和施氮水平下的田间试验，研究夏玉米叶片氮积累量与冠层反射光谱的相关关系，提出叶片氮积累量 的敏感光谱参数，并建立叶片氮积累量的定量估算模型。结果表明，夏玉米叶片氮积累量随施氮水平的 提高而增加；可见光波段的460~670 nm 和近红外区的780~ 1100 nm 是监测玉米叶片氮积累量变化差异 的敏感波段；归一化植被指数(NDVI)、优化的简单比值指数(MSR)、优化土壤调节植被指数(OSAVI)、修 正土壤调整植被指数(MSAVI)和土壤调整植被指数(SAVI)与叶片氮积累量相关性较好。利用不同年际 独立试验数据对监测模型进行检验，以OSAVI 为自变量构建的叶片氮积累量监测模型效果最优，相关 系数(r)为0.6745 ，均方根差(RMSE)为1.2368 。利用本研究确立的玉米叶片氮积累量与冠层反射光谱的 定量关系，可用来定量估测叶片氮积累量的变化状况。 关键词：夏玉米；冠层反射光谱；叶片氮积累量；监测模型 中图分类号：S512 文献标志码：A 论文编号：2013-0800 Monitoring Leaf Nitrogen Accumulation in Summer Maize with Canopy Reflectance Spectra LiGuoqiang,WuShiwen,ZhengGuoqing,ZhangXuezhi,FengXiao,ZhangJie,HuFeng (AgriculturalEconomyInformationResearchInstitute,HenanAcademyofAgriculturalSciences,Zhengzhou450008) Abstract: Torealizenon-destructiveandquickassessmentofleafnitrogenstatusinsummermaize,twofield experimentswereconductedwithdifferentmaizecultivarsandnitrogenlevelsacrosstwogrowingseason,and time-coursemeasurementsweretakenoncanopyspectralreflectanceandleafnitrogenaccumulationduring theperiodofexperiment.Baseonthecanopyreflectanceandderivedvegetationindex,weanalyzedthe quantitative relationships between leaf nitrogen accumulation and canopy reflectance in different maize cultivarsundervariednitrogenrates,andputforwardthesensitiveparametersandmonitoringequationforleaf nitrogenaccumulation.Theresultsshowedthat,leafcanopynitrogenaccumulationinmaizeincreasedwith increasingnitrogenrates.Wavelengthsat 460-670 nmand 780-1100 nmweresensitivetoleafnitrogen accumulation for nitrogen diagnosis. Leaf nitrogen accumulation was highly correlated with normalized