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不同气候和土壤条件下玉米叶片叶绿素相对含量对土壤氮素供应和玉米产量的预测

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植物营养与肥料学报 2009年第2期15卷 327-335页

作者：王帘里孙波隋跃宇孔滨中国科学院南京土壤研究所江苏南京210008 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑龙江哈尔滨150040

叶绿素仪可以用于估测作物和土壤氮素供应状况,本研究通过野外土壤置换试验评估叶绿素仪在不同区域的适用性。在黑龙江海伦(中温带)、河南封丘(暖温带)和江西鹰潭(中亚热带)设置3种主要农田土壤(黑土、潮土、红壤)的异地置换对比试验,... 详细信息

叶绿素仪可以用于估测作物和土壤氮素供应状况,本研究通过野外土壤置换试验评估叶绿素仪在不同区域的适用性。在黑龙江海伦(中温带)、河南封丘(暖温带)和江西鹰潭(中亚热带)设置3种主要农田土壤(黑土、潮土、红壤)的异地置换对比试验,研究了不同气候和土壤条件下玉米叶绿素相对含量对土壤氮素供应的响应及其对玉米产量的预测性。研究结果表明:不同气候和土壤条件下,玉米生长旺盛期功能叶的叶绿素相对含量(叶绿素仪SPAD值)和土壤表层(0—20 cm)硝态氮、无机氮含量相关性显著,说明叶绿素仪测定值可以在玉米生长旺盛期反应土壤氮素供应情况;玉米生长旺盛期功能叶叶绿素相对含量和土壤表层硝态氮含量均与玉米子粒产量呈显著相关,说明叶绿素仪可以在玉米生长旺盛期估测玉米子粒产量,且不受地域、土壤类型的影响。

关键词：玉米叶绿素相对含量产量土壤氮素供应土壤置换试验

基于图像处理技术的5种红树林叶片形态特征及叶绿素相对含量的估测

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热带作物学报 2020年第3期41卷 496-503页

作者：张沛健尚秀华吴志华国家林业和草原局桉树研究开发中心广东湛江524022

为研究基于计算机视觉的图像处理技术获得的红树林叶片形态特征和叶绿素相对含量,以5种红树林为研究对象,分析其叶片形态特征及建立叶片颜色参数和叶绿素相对含量的回归模型,为苗木培育及营养诊断提供理论依据。结果表明:基于图像处理... 详细信息

为研究基于计算机视觉的图像处理技术获得的红树林叶片形态特征和叶绿素相对含量,以5种红树林为研究对象,分析其叶片形态特征及建立叶片颜色参数和叶绿素相对含量的回归模型,为苗木培育及营养诊断提供理论依据。结果表明:基于图像处理技术获得红树林叶片形态特征值是可信的,5种红树林叶片形态特征(叶面积、叶长、叶宽、叶周长、叶片形态因子)存在显著差异。红海榄和木榄单片叶片最大,其次是秋茄和桐花树,白骨壤叶片最小,白骨壤叶片形态接近椭圆形,红海榄和秋茄2种红树叶片属于长条型,木榄和桐花树叶片形态类似,红海榄叶长和叶宽相关性最强。5种不同种类红树林的SPAD值和Dualex值差异性显著。利用数码相机获取5种红树林叶片彩色图像,通过图像处理软件提取RGB以及通过差值、比值、标准化值、归一化值等运算组合的28种颜色特征值,与叶绿素相对含量(SPAD值、Dualex值)进行回归分析,B值与SPAD值极显著相关,(R+B+G)/3、R/B、G/B与SPAD值显著相关;18种颜色特征参数与Dualex值显著相关,其中相关系数最大的为G-B和G值。因此,可依据颜色特征参数(R、G、B)建立相应的统计模型进行红树林叶片叶绿素含量的估测,进而为检测红树林生长、诊断营养状况以及进行水肥精确管理提供理论依据和技术支持。

关键词：红树林图像处理技术叶片形态特征颜色特征参数叶绿素相对含量

水旱处理下小麦叶绿素相对含量全基因组关联分析

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植物遗传资源学报 2021年第5期22卷 1334-1347页

作者：郑福兴颜安高雪严勇亮王睿耿洪伟新疆农业大学农学院乌鲁木齐830052 新疆农业大学生物技术重点实验室乌鲁木齐830052 新疆农业大学草业与环境科学学院乌鲁木齐830052 新疆农业科学院农作物品种资源研究所乌鲁木齐830091

叶绿素相对含量的高低决定了光合作用效率的强弱。为探究影响小麦叶绿素相对含量的遗传机理,挖掘与小麦叶绿素相对含量显著相关的SNP位点以及候选基因,本研究对119份冬小麦品种(系)开花期和灌浆期水旱处理下的叶绿素相对含量进行了测定... 详细信息

叶绿素相对含量的高低决定了光合作用效率的强弱。为探究影响小麦叶绿素相对含量的遗传机理,挖掘与小麦叶绿素相对含量显著相关的SNP位点以及候选基因,本研究对119份冬小麦品种(系)开花期和灌浆期水旱处理下的叶绿素相对含量进行了测定,结合50K芯片,采用Q+K模型对水旱2种处理下小麦叶绿素相对含量进行全基因组关联分析。研究结果表明,119份小麦品种(系)当K=3时,?K达到最大,因此供试材料可分为3个亚群,亚群1、2、3分别占比48.74%、23.53%和27.73%。50K芯片的多态性信息含量为0.091~0.375,全基因组LD衰减距离为4.27 Mb。水旱处理下小麦灌浆期叶绿素相对含量均高于开花期。通过全基因组关联分析,在P叶绿素相对含量显著关联的位点,分布于除4B、5A、7A以外的18条染色体上,贡献率为9.39%~15.69%。水旱2种处理下在开花期共检测到41个与叶绿素相对含量显著关联的位点,其中水处理下检测到40个位点,旱处理下检测到1个位点;灌浆期共检测到51个与叶绿素相对含量显著关联的位点,其中水处理下检测到42个位点,旱处理下检测到9个位点;在开花期和灌浆期均存在的位点共有4个,分布在3A和6A染色体上,贡献率为11.44%~14.71%。位于4A上的1个位点在开花期的2个环境下同时发现,贡献率分别为12.01%和12.26%,是稳定的位点。水处理下共筛选到21个可能影响叶绿素相对含量的候选基因,其中包含编码叶绿素酶、镁离子转运体、磷脂/甘油酰基转移酶家族蛋白、GATA转录因子的基因等;旱处理下共筛选到3个可能影响叶绿素相对含量的基因,包含叶绿素a-b结合蛋白、F-box蛋白、脱水应激蛋白。上述基因参与叶绿素合成与分解,调控作物生长发育。本研究可为基因克隆与标记开发提供参考。

关键词：小麦叶绿素相对含量全基因组关联分析水旱处理候选基因

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冬小麦叶片叶绿素相对含量遥感估算模型研究

干旱地区农业研究 2006年第5期24卷 137-140,145页

作者：吴素霞冯蜀青毛任钊侯美亭王波青海省气象科学研究所青海西宁810001 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心河北石家庄050021

在分析前人对叶绿素含量监测方法不足的基础上,利用TM(Thematic Mapper)遥感影像探讨了估算冬小麦不同生育期叶片叶绿素相对含量的可行性。并基于遥感变量与地面实测叶绿素相对含量的相关关系分析结果,建立了冬小麦在拔节期和孕穗期叶... 详细信息

在分析前人对叶绿素含量监测方法不足的基础上,利用TM(Thematic Mapper)遥感影像探讨了估算冬小麦不同生育期叶片叶绿素相对含量的可行性。并基于遥感变量与地面实测叶绿素相对含量的相关关系分析结果,建立了冬小麦在拔节期和孕穗期叶片叶绿素相对含量的遥感定量估算模型,为利用遥感技术进行冬小麦的长势监测提供了依据。

关键词： TM 遥感叶绿素相对含量冬小麦

3种移栽淫羊藿属植物的植株形态、叶绿素相对含量与气孔导度的比较研究

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华南农业大学学报 2014年第2期35卷 110-114页

作者：陈兰英黎云祥钱一凡权秋梅西华师范大学西南野生动植物资源保护教育部重点实验室四川南充637000

【目的】揭示不同淫羊藿属Epimediam物种之间及种内的生理生化特征差异,为人工规范化栽培种植及产量提高提供理论参考.【方法】测量了3种移栽淫羊藿属植物的植株高度、叶形态、叶绿素相对含量和气孔导度等生物指标,并运用非参数检验和... 详细信息

【目的】揭示不同淫羊藿属Epimediam物种之间及种内的生理生化特征差异,为人工规范化栽培种植及产量提高提供理论参考.【方法】测量了3种移栽淫羊藿属植物的植株高度、叶形态、叶绿素相对含量和气孔导度等生物指标,并运用非参数检验和邓肯氏单因素方差分析对数据进行了比较分析.【结果和结论】新叶植株高度:巫山淫羊藿***>柔毛淫羊藿***>粗毛淫羊藿***,其中,巫山淫羊藿与柔毛淫羊藿、粗毛淫羊藿植株高度均差异显著.老叶植株高度:巫山淫羊藿>粗毛淫羊藿>柔毛淫羊藿,其中,柔毛淫羊藿与巫山淫羊藿、粗毛淫羊藿植株高度均达显著差异.3个种间老叶植株的叶片形态差异显著,而新叶不显著;种间及种内的老叶和新叶的叶绿素相对含量均具有显著差异,且老叶植株的叶绿素相对含量均大于新叶植株.气孔导度的种内差异显著,新叶植株叶片的气孔导度大于老叶植株叶片的气孔导度.说明不同淫羊藿属植物对生长环境的适应能力不同.

关键词：巫山淫羊藿粗毛淫羊藿柔毛淫羊藿植株形态叶绿素相对含量气孔导度

东北粳稻叶绿素相对含量的无人机高清影像检测方法

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沈阳农业大学学报 2017年第6期48卷 757-762页

作者：马明洋许童羽周云成于丰华苗腾马航沈阳农业大学信息与电气工程学院/辽宁省农业信息化工程技术中心沈阳110161

叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)是评价水稻健康状况的重要农学参数,为了解决传统监测方法工作量大,效率低的问题,以东北粳稻为研究对象,采用不同施肥处理开展小区试验,利用无人机低空遥感技术分别获取水稻... 详细信息

叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)是评价水稻健康状况的重要农学参数,为了解决传统监测方法工作量大,效率低的问题,以东北粳稻为研究对象,采用不同施肥处理开展小区试验,利用无人机低空遥感技术分别获取水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗灌浆期水稻冠层高清数码影像,同时利用叶绿素仪测量水稻冠层SPAD值,并对无人机高清数码影像反演SPAD的可行性及方法进行研究。结合k-means聚类和阈值分割的方法去除背景提取出水稻叶片的RGB值,构建出R、G、B及G/R、G/B、B/R、R-B、G-R、NRI、NGI、NBI共11种颜色参数,并分别用11种参数和水稻叶片SPAD做相关性分析,分析结果表明NRI、B/R、R-B 3种参数和SPAD值高度相关。分别采用一元线性回归分析法和BP神经网络法对3种参数和SPAD的关系进行建模并对建模精度进行分析。结果表明:无人机高清影像反演SPAD是可行的,其中一元线性回归分析中,NRI和SPAD的建模精度高于B/R和R-B,均方根误差(RMSE)为1.51;基于NRI、B/R和R-B的多特征输入的BP神经网络预测粳稻SPAD的RMSE为1.354,相比基于NRI的一元线性回归分析模型精度提升11%,BP模型能较好地对东北粳稻的SPAD进行反演,能为无人机低空遥感反演粳稻SPAD提供理论依据和实现方法。

关键词：无人机回归分析神经网络数码影像东北粳稻叶绿素相对含量

水分亏缺对冬小麦株高、叶绿素相对含量及产量的影响

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灌溉排水学报 2009年第1期28卷 41-44页

作者：王伟蔡焕杰王健周蓓西北农林科技大学教育部旱区农业水土工程重点试验室陕西杨凌712100

通过冬小麦小区试验,在不同时期给以不同程度的亏水灌溉处理,以研究不同生长时期水分亏缺和亏缺程度对冬小麦生理生态及产量的影响。冬小麦生长发育过程被划分为4个阶段:苗期、拔节期、抽穗期和灌浆成熟期。每个生育阶段设置不同水分水... 详细信息

通过冬小麦小区试验,在不同时期给以不同程度的亏水灌溉处理,以研究不同生长时期水分亏缺和亏缺程度对冬小麦生理生态及产量的影响。冬小麦生长发育过程被划分为4个阶段:苗期、拔节期、抽穗期和灌浆成熟期。每个生育阶段设置不同水分水平,结果表明:土壤水分调控对冬小麦株高、叶片叶绿素相对含量,产量和水分利用率均有影响;冬小麦株高以及叶片叶绿素相对含量在拔节期、抽穗期以及灌浆成熟期前期均存在一定的补偿效应。

关键词：冬小麦水分亏缺株高叶绿素相对含量产量

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不同油茶无性系叶绿素相对含量及其分布

林业科技开发 2014年第3期28卷 69-72页

作者：王遥陈辉刁兆龙刘伟福建农林大学林学院福州350002

运用SPAD-502叶绿素仪,对来自江西、浙江和福建的9个不同油茶无性系的叶绿素相对含量进行测定。结果表明:不同油茶无性系的叶片叶绿素相对含量差异极显著,PN7的叶绿素相对含量最高,同为福建省当地无性系的△51-2和○65-7的值明显偏低。... 详细信息

运用SPAD-502叶绿素仪,对来自江西、浙江和福建的9个不同油茶无性系的叶绿素相对含量进行测定。结果表明:不同油茶无性系的叶片叶绿素相对含量差异极显著,PN7的叶绿素相对含量最高,同为福建省当地无性系的△51-2和○65-7的值明显偏低。不同油茶无性系叶片多以叶基部的叶绿素相对含量最高,叶尖部最低。每个无性系不同节位叶片叶绿素相对含量大小顺序不统一,植株中部叶的叶中部位叶绿素相对含量的标准误相对较低,比较稳定,可作为叶绿素相对含量的最佳测定部位。

关键词：油茶无性系叶绿素相对含量节位叶位

基于无人机多光谱的棉花冠层叶片叶绿素相对含量、叶面积指数反演

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基于无人机多光谱的棉花冠层叶片叶绿素相对含量、叶面积指数反演

作者：纪伟帅山东农业大学

学位级别：硕士

棉花是一种重要的经济作物,在中国乃至世界经济发展中占有重要地位。叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)、叶面积指数(leaf area index,LAI)是评价棉花长势的重要指标。目前,利用无人机搭载光谱传感器进行棉花... 详细信息

棉花是一种重要的经济作物,在中国乃至世界经济发展中占有重要地位。叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)、叶面积指数(leaf area index,LAI)是评价棉花长势的重要指标。目前,利用无人机搭载光谱传感器进行棉花叶绿素、叶面积指数的定量分析已成为研究热点。然而,针对我国华北平原地区,棉花冠层的SPAD、LAI无人机近地光谱特征以及最佳建模方法研究仍有待加强。本文针对黄河流域华北平原棉区,以山东省德州市夏津县大李庄村棉田为试验区,于2019年8月3日—6日进行野外样本采集,测定棉花冠层叶片SPAD与LAI,获取试验区无人机近地多光谱图像;然后分析棉花冠层叶片SPAD与LAI的光谱特征,构建光谱指数,筛选光谱参量;进而采用多元逐步回归(multiple stepwise regression,MSR)、支持向量机(support vector machine,SVM)及BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)等方法构建其定量反演模型,对比选定最佳模型,并进行试验区棉田冠层叶片SPAD、LAI的空间分布反演。该研究有助于监测华北平原地区棉田长势,对该区棉花生产有积极的促进作用。具体研究内容和结果如下:(1)探明了试验区棉花冠层叶片SPAD、LAI的光谱特征及光谱参量试验区棉花冠层叶片SPAD的光谱特征主要体现在红光和红边波段,红光波段与棉花SPAD呈显著负相关,红边波段则为正相关,且红光波段相关性高于红边波段;基于相关性分析选取了棉花冠层叶片SPAD的特征光谱参量为:(red、rreg、(reg-r)/(reg+r)、r-g、r/g、(?))。试验区棉花LAI的光谱特征主要体现在近红外和红边波段,两者都与棉花LAI呈正相关关系,但红边波段敏感程度较近红外波段低;在相关性分析的基础上,选取了棉花LAI的特征光谱参量为:(nir、r+nir+reg、gnir、g+reg+nir、r+nir+g、r+g+nir+reg)。(2)确定了试验区棉花冠层叶片SPAD、LAI反演模型基于无人机近地图像,以筛选的特征光谱参量为自变量,分别利用多元逐步回归(MSR)、支持向量机(SVM)及BP神经网络(BPNN)方法建立棉花冠层叶片SPAD、LAI反演模型。结果表明,对于棉花冠层叶片SPAD,BP神经网络模型精度最佳,支持向量机模型精度略高于多元逐步回归模型;对于棉花LAI,支持向量机模型精度最高,BP神经网络模型次之,多元逐步回归模型最低。可见,在棉花冠层叶片SPAD和LAI的反演中,两种非线性模型的精度均高于线性模型。针对棉花冠层叶片SPAD、LAI,采用无人机多光谱图像,确定基于BPNN的SPAD模型为其最佳反演模型,其建模集R、RMSE分别为0.747、4.568,验证集的R、RMSE、RPD分别为0.758、4.142、2.135;确定基于SVM的LAI模型为其最佳反演模型,其建模集R、RMSE分别是0.665、4.127,验证集的R、RMSE、RPD分别是0.713、4.653、2.575。(3)明确了试验区棉花冠层叶片SPAD、LAI的空间分布特征基于试验区多光谱影像及对应的最佳模型,分别对棉花冠层叶片SPAD和LAI进行区域反演及分级划分,得到试验区棉花冠层叶片SPAD、LAI空间反演分布图,对反演值与实测值进行数学统计分析,并与实测数据空间插值图对比分析。研究表明,试验区棉花SPAD反演值在19.3～58.6之间,且集中在40.0以上,占比78.72%,在空间分布上表现为北部偏低,南部较高;LAI反演值在1.12～8.04之间,且集中在4.0以上,占比61.71%,在空间分布上亦表现为北部偏低,南部较高。对比94个样点,整体反演值与实测值结果较为一致,各级样点反演值与实测值占比也较为一致。空间反演分布图与实测值空间插值结果所体现的实测值北低南高也具有高度一致性,与北部棉花叶片发黄长势较差、南部长势较好的实地情况相一致,反演结果较好。

关键词：棉花无人机多光谱叶绿素相对含量叶面积指数