水稻不同生育期叶绿素含量的测定及其相关性分析

监测水稻各生育期叶片中叶绿素含量对植株氮素营养状况的跟踪和农业生产科学施肥具有重要的指导作用。选用我国南方水稻区栽培常用的早、晚稻品种各3个品种(系),在水稻主要生育期(苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、蜡熟期、完熟期)分别采用活体法和离体法进行了剑叶叶绿素含量的测定,并对各生育期叶绿素含量的关系进行分析。研究表明,2种测定方法对水稻叶绿素含量的测定值在不同时期均呈现不同的差异,离体法测定的叶绿素含量及活体法测定的叶绿素相对含量(SPAD值)最高值均分布在抽穗期、灌浆期,即生殖生长与营养生长交替时期;最低值出现在苗期、分蘖期。通过对早稻进行水稻叶绿素含量与SPAD值进行相关性分析,金优974的R2=0.832 7**,湘早籼31号的R2=0.838 6**,沈农606的R2=0.705 7**,表明SPAD值与叶绿素含量之间的关系存在极显著相关。

早籼稻功能叶叶绿素含量变化及其与产量的关系

为明确早籼稻功能叶叶绿素含量的分布规律、变化特点及与产量和其构成因素的关系,推进高光效高产早籼稻材料的选育工作,试验选择浙江省9个不同地域的早籼稻材料作为供试品种,其中以中早39作为对照品种,量取9个早籼稻材料生育期内顶1叶至顶3叶的SPAD值,测定成熟期的产量及其构成因素。结果表明,不同早籼稻材料生育期内功能叶SPAD值出现"黑—黄"交替次数不同。台早19-114、甬籼811,C19-34冠层叶片SPAD值出现2次升降现象;中组226、浙1932、温1938、金19-02和对照冠层叶片SPAD值出现1次升降现象;绍籼1905冠层叶片SPAD值变化趋势为"升—降"。在生长前期早籼稻各功能叶的SPAD值及其变化速率与产量及其构成因素呈现弱正相关和负相关关系;而在灌浆期各功能叶的SPAD值及其降解速率与产量关系最为紧密,其中在生育末期顶2叶、顶1叶的SPAD值及其降解速率与产量呈现显著正相关关系,相关系数分别达0.84和0.74、0.56和0.61。

基于高光谱和BP神经网络的玉米叶片SPAD值遥感估算

为了进一步提高玉米叶绿素含量的高光谱估算精度,该文测定了西北地区玉米乳熟期叶片的光谱反射率及其对应的叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)值,分析了一阶微分光谱、高光谱特征参数与SPAD的相关关系,构建了基于一阶微分光谱、高光谱特征参数和BP神经网络的SPAD估算模型,并对模型进行验证;再结合主成分回归(principal component regression,PCR)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)以及传统回归模型与BP神经网络模型进行比较。结果表明:SPAD值与一阶微分光谱在763nm处具有最大相关系数(R=0.901);以763 nm处的一阶微分值、蓝边内最大一阶微分为自变量建立的传统回归模型可用于玉米叶片SPAD估算;将构建传统回归模型时筛选到的光谱参数作为输入,实测SPAD值作为输出,构建BP神经网络模型,其建模与验模R2分别为0.887和0.896,RMSE为2.782,RE为4.59%,与其他回归模型相比,BP神经网络模型预测精度最高,研究表明BP神经网络对叶绿素具有较好的预测能力,是估算玉米叶片SPAD值的一种实时高效的方法。