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南疆枣树生理生长特征遥感监测与精准灌溉施肥模式

南疆枣树生理生长特征遥感监测与精准灌溉施肥模式

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作者：燕浩奎西安理工大学

学位级别：硕士

新疆是中国主要的红枣产区之一,红枣产量对当地经济发展具有重要贡献。枣树在荒漠地区扮演着重要角色,不仅能有效防止沙土流失,还有助于改善生态环境。但是,当地水资源短缺水肥利用效率低下。因此,实时监测其生理生长参数和养分状况,是... 详细信息

新疆是中国主要的红枣产区之一,红枣产量对当地经济发展具有重要贡献。枣树在荒漠地区扮演着重要角色,不仅能有效防止沙土流失,还有助于改善生态环境。但是,当地水资源短缺水肥利用效率低下。因此,实时监测其生理生长参数和养分状况,是保证其产量的重要前提。本研究以南疆昆玉市224团的枣树为研究对象,结合3s技术,基千卫星遥感数据与田间采集的红枣生理生长参数、产量和品质数据,建立枣树冠层生理参数遥感监测模型,基于植被指数的红枣产量与品质监测模型,明确最佳产量下的施氮量和灌水量,确定各个生育期推荐施氮量和灌水量实现枣树精准施肥,主要研究结果如下:（1）枣树叶片氮含量、叶绿素和叶面积指数在整个生长周期内呈现“低-高-低”的变化趋势。通过植被指数建立的监测模型验证发现,叶片氮含量监测模型精度R2均高于0.82,叶绿素监测模型精度R2均高于0.515,叶面积指数监测模型精度R2均高于0.605。基于地统计分析方法,获取了灌区枣树叶片氮含量、叶绿素和叶面积指数的时空变化规律,灌区枣树叶片氮含量、叶绿素和叶面积指数的变异系数值均小于106%之下。（2）随着氮肥用量由低到高的增加,红枣的产量和可溶性糖含量呈递增趋势,最高产量比最低产量增长56.82%,而可溶性糖含量的最大值比最小值高出20.71%。基于此,构建红枣产量和可溶性糖含量监测模型,红枣产量监测模型的相对误差和均方根误差最小可达到4.63%和49.78,可溶性糖含量监测模型的相对误差和均方根误差最小可达到2.22%和28.77。红枣的产量和可溶性糖含量在灌区内呈现中等至低等的空间变异性,红枣的最大产量和最大可溶性糖含量分别可达到773.4kg/亩和838.2g/kg,为红枣的高效种植提供了科学依据。（3）随着作物生长从萌芽展叶期到成熟期,耗水量和耗肥量呈现递增趋势,尤其在果实膨大期达到最高点,随后在成熟期略有下降。建立了枣树推荐灌溉施氮模型,确定了每个生育期的最优施氮量和灌水量:萌芽展叶期(Nbesr95.8kg/hm2,Wbes R沦.14mm)、开花坐果期(Nbest=143.4kg/hm2,Wbest=101.44mm)、果实膨大期(Nbest=191.1kg/hm2,Wbest=136.88mm)、成熟期(Nbest=47.6kg/hm2,Wbest=33.77mm)。根据最优施氮量和灌水量,制定了针对每个地点的推荐增加施氮量和灌水量方案,实现精准灌溉施肥。

关键词：卫星遥感植被指数生长生理参数红枣产量红枣品质精准灌溉施肥

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