【目的】叶绿素含量可以用来评价棉花的长势情况,快速、准确和大面积监测棉花叶绿素含量,有助于实现精准农业。【方法】分别用0~2阶(步长为0.2)的分数阶微分处理和1~10尺度下的小波变换对田间测定的陆地棉和海岛棉等2种棉花的高光谱反...【目的】叶绿素含量可以用来评价棉花的长势情况,快速、准确和大面积监测棉花叶绿素含量,有助于实现精准农业。【方法】分别用0~2阶(步长为0.2)的分数阶微分处理和1~10尺度下的小波变换对田间测定的陆地棉和海岛棉等2种棉花的高光谱反射率进行处理,提高棉花叶绿素含量反演精度。通过分析不同处理方式的光谱与叶绿素含量之间的相关性,筛选得出敏感波段;并运用支持向量机回归和随机森林回归模型分别构建棉花叶绿素含量高光谱估算模型。【结果】(1)在全波段范围内,2种棉花325~1075 nm光谱反射率曲线整体变化趋势基本相同,其反射率均随着叶绿素含量的增加而增大。(2)经连续小波变换和分数阶微分变换后,2种棉花高光谱数据和叶绿素含量的相关性有所增强。使用随机森林回归和小波能量系数7对陆地棉叶绿素含量的反演效果最好,建模集决定系数(coefficient of determination,R^(2))为0.931,均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.782,剩余预测偏差(residual prediction deviation,RPD)为2.162;使用随机森林回归和小波能量系数6对海岛棉叶绿素含量的反演效果最佳,建模集R^(2)为0.932,RMSE为1.198,RPD为2.687。【结论】本研究可为棉花叶绿素含量遥感估算提供技术参考。展开更多
为探究棉花海陆回交群体盛铃期的光合特性及其生理基础,筛选海陆杂交后代高光效种质资源,以陆地棉‘系9’为母本、海岛棉‘新海16’为父本构建的115份BC4F2:4株系群体为研究对象,测定其在田间条件下的光合参数及生理生化指标,利用描述...为探究棉花海陆回交群体盛铃期的光合特性及其生理基础,筛选海陆杂交后代高光效种质资源,以陆地棉‘系9’为母本、海岛棉‘新海16’为父本构建的115份BC4F2:4株系群体为研究对象,测定其在田间条件下的光合参数及生理生化指标,利用描述性统计、相关性分析、回归分析、主成分分析和聚类分析评价子代株系的育种潜力。结果表明,回交群体的15个性状变异丰富,变异系数在8.96%~51.09%,其中净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、胞间CO_(2)浓度、气孔导度、水蒸气压亏缺、丙二醛含量、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶活性9个性状变异系数均在20%以上。相关性分析发现,海陆回交群体不仅在光合或生理生化指标各自内部存在显著相关性,在光合与生理生化指标之间也存在显著相关性,其中叶绿素相对值(soil and plant analyzer develotrnent,SPAD)与14个性状的相关性均达到显著水平。多元逐步回归分析构建出10个光合生理指标的最佳回归方程。主成分分析提取了5个主成分,累计贡献率达78.608%,第1和第4主成分有效解释群体生理指标,第2、第3和第5主成分有效解释群体光合性状。Ward.D层次聚类法将群体划分为4类,第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ和第Ⅳ类群占总材料的百分比分别为33.91%、10.43%、29.57%和26.09%,且第Ⅳ类群的30份材料是综合性状较好的棉花种质,可作为适合育种需要的高光效品系。研究结果为棉花高光效育种提供了理论依据及材料支撑。展开更多
文摘【目的】叶绿素含量可以用来评价棉花的长势情况,快速、准确和大面积监测棉花叶绿素含量,有助于实现精准农业。【方法】分别用0~2阶(步长为0.2)的分数阶微分处理和1~10尺度下的小波变换对田间测定的陆地棉和海岛棉等2种棉花的高光谱反射率进行处理,提高棉花叶绿素含量反演精度。通过分析不同处理方式的光谱与叶绿素含量之间的相关性,筛选得出敏感波段;并运用支持向量机回归和随机森林回归模型分别构建棉花叶绿素含量高光谱估算模型。【结果】(1)在全波段范围内,2种棉花325~1075 nm光谱反射率曲线整体变化趋势基本相同,其反射率均随着叶绿素含量的增加而增大。(2)经连续小波变换和分数阶微分变换后,2种棉花高光谱数据和叶绿素含量的相关性有所增强。使用随机森林回归和小波能量系数7对陆地棉叶绿素含量的反演效果最好,建模集决定系数(coefficient of determination,R^(2))为0.931,均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.782,剩余预测偏差(residual prediction deviation,RPD)为2.162;使用随机森林回归和小波能量系数6对海岛棉叶绿素含量的反演效果最佳,建模集R^(2)为0.932,RMSE为1.198,RPD为2.687。【结论】本研究可为棉花叶绿素含量遥感估算提供技术参考。
文摘为探究棉花海陆回交群体盛铃期的光合特性及其生理基础,筛选海陆杂交后代高光效种质资源,以陆地棉‘系9’为母本、海岛棉‘新海16’为父本构建的115份BC4F2:4株系群体为研究对象,测定其在田间条件下的光合参数及生理生化指标,利用描述性统计、相关性分析、回归分析、主成分分析和聚类分析评价子代株系的育种潜力。结果表明,回交群体的15个性状变异丰富,变异系数在8.96%~51.09%,其中净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、胞间CO_(2)浓度、气孔导度、水蒸气压亏缺、丙二醛含量、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶活性9个性状变异系数均在20%以上。相关性分析发现,海陆回交群体不仅在光合或生理生化指标各自内部存在显著相关性,在光合与生理生化指标之间也存在显著相关性,其中叶绿素相对值(soil and plant analyzer develotrnent,SPAD)与14个性状的相关性均达到显著水平。多元逐步回归分析构建出10个光合生理指标的最佳回归方程。主成分分析提取了5个主成分,累计贡献率达78.608%,第1和第4主成分有效解释群体生理指标,第2、第3和第5主成分有效解释群体光合性状。Ward.D层次聚类法将群体划分为4类,第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ和第Ⅳ类群占总材料的百分比分别为33.91%、10.43%、29.57%和26.09%,且第Ⅳ类群的30份材料是综合性状较好的棉花种质,可作为适合育种需要的高光效品系。研究结果为棉花高光效育种提供了理论依据及材料支撑。
