基于无人机RGB影像的马铃薯植株钾含量估算

马铃薯植株钾含量(Plant potassium content,PKC)是监测马铃薯营养状况的重要指标,快速准确地获取马铃薯植株钾含量对田间施肥和生产管理具有指导意义。基于无人机遥感平台搭载RGB传感器分别获取马铃薯块茎形成期、块茎增长期和淀粉积累期的RGB影像,并实测马铃薯植株钾含量。首先利用各个生育期的RGB影像提取每个小区冠层平均光谱和纹理特征。然后分别基于冠层光谱和纹理特征构建植被指数和纹理指数(NDTI、RTI和DTI),并与实测PKC进行相关性分析。最后利用多元线性回归(Multiple linear regression,MLR)、偏最小二乘(Partial least squares regression,PLSR)和人工神经网络(Artificial neural networks,ANN)构建马铃薯PKC估算模型。结果表明:各生育期NDTI、RTI和DTI与马铃薯PKC相关性均高于单一纹理特征,植被指数结合纹理指数均能提高模型的可靠性和稳定性,MLR和PLSR构建的估算模型精度均优于ANN。本研究可为马铃薯PKC监测提供科学参考。

低钾胁迫下干旱对烤烟幼苗生理特性及钾含量的影响

为探究低钾胁迫下不同干旱程度对烤烟幼苗生理特性及烟株钾含量的影响,以烤烟品种‘K326’为试验材料,采用室内水培法,分别设置不同钾水平(低钾0.15 mmol·L^(-1),常钾5.00 mmol·L^(-1))和模拟干旱程度(PEG-6000浓度分别为0、5%、10%、15%、20%)双因素处理,对烟株生理指标、光合特性及烟株各部位钾含量进行测定。结果表明:相同PEG-6000浓度下,低钾水平处理的烟株地上部及根系干质量、鲜质量、根系活力、烟叶光合指标(除胞间CO_(2)浓度和水汽压饱和亏外)和各部位钾含量均低于常钾水平,其中低钾水平下烟株地上部及根系钾含量较常钾水平分别降低了10.62%~21.70%和35.96%~58.82%。常钾水平下,随着PEG-6000浓度的升高,烟株根系干质量、根系活力、叶片净光合速率、气孔导度、水分利用率、叶片可溶性蛋白含量、叶片POD、CAT活性均表现为先升高后降低,且均在PEG-6000浓度为10%时达到最大值,与PEG 0处理相比,各指标分别增加了16.01%、131.66%、27.87%、73.68%、78.57%、44.13%、179.11%、49.21%。低钾水平下,添加PEG后烟草各部位干质量、鲜质量、烟叶光合特性均明显降低,其中20%PEG-6000处理的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用率较PEG 0处理分别降低了56.25%、41.94%、57.14%、36.90%;随PEG-6000浓度的升高,烟株叶片的相对电导率、过氧化氢、超氧阴离子和丙二醛含量逐渐升高,分别比PEG 0处理增加了20.45%~108.55%、34.53%~197.61%、67.38%~106.24%、10.98%~69.80%。植株各部位钾含量在不同钾水平下均随PEG-6000浓度升高而逐渐降低,当PEG-6000浓度为20%时,常钾水平烟株地上部和根系钾含量较PEG 0处理分别降低了63.44%和40.66%,低钾水平分别降低了76.49%和34.39%。综上可知,低钾水平下,干旱胁迫显著抑制了烤烟的生长发育,而提高钾水平可增强根系活力和光合作用、降低叶片活性氧含量等以缓解干旱胁迫造成的损伤,从而提高烤烟整体抗旱性;但当干旱胁迫严重到一定程度时,钾水平提高无法缓解干旱对烤烟生长造成的不利影响。

不同解磷菌处理下巨尾桉幼苗不同部位干质量及氮、磷、钾含量的变化

采用高效解磷菌P19和P7(解无机磷)以及YP17(解有机磷),研究不同浓度单一及混合解磷菌处理对巨尾桉(Eucalyptus grandis Hill ex Maiden×E.urophylla S.T.Blake)幼苗干质量、氮和钾含量的影响以及叶片磷含量的动态变化。结果表明:用5×10~6、2×10~6和1×10~6CFU·mL^(-1)解磷菌单一及混合处理后,巨尾桉幼苗的地上部分和地下部分干质量、总干质量以及氮含量总体上高于空白对照(CK_B)和供磷对照(CK_P,添加18 mg·kg(-1) KH_2PO_4),且总体上差异显著(P<0.05),而仅少数处理组的幼苗钾含量显著高于CKB和CKP。随处理时间延长,不同解磷菌处理组的叶片磷含量呈现不同的变化趋势,但不同月份间叶片磷含量差异极显著(P<0.01);各处理组的叶片磷含量平均值均高于CK_B,且混菌处理组总体上高于单菌处理组。方差分析结果表明:不同解磷菌和不同菌液浓度对幼苗总干质量的影响效应均有显著差异;二者对幼苗氮含量有极显著或显著影响,但二者的交互作用对幼苗氮含量无显著影响(P>0.05);不同解磷菌、不同菌液浓度及二者间的交互作用对幼苗钾含量均有极显著影响;不同解磷菌、不同菌液浓度、不同时间及三者间的交互作用对叶片磷含量均有极显著影响。多重比较结果表明:P19-YP17、P7-YP17和P7-P19处理对幼苗氮含量和叶片磷含量平均值的提升作用明显,YP17、P19-YP17和P7-P19处理对幼苗总干质量平均值的提升作用明显,不同解磷菌对幼苗钾含量平均值无显著提升作用;不同菌液浓度下幼苗的总干质量、氮和钾含量以及叶片磷含量的平均值总体上显著高于CK_B,其中,中浓度(2×10~6CFU·mL(-1))和低浓度(1×10~6CFU·mL(-1))菌液处理对叶片磷含量以及幼苗氮和钾含量平均值的提升作用明显。综合分析结果显示:P19-YP17、P7-YP17和P19-YP17解磷菌混合处理对巨尾桉幼苗生长有明显的促进作用,可作为混合解磷菌剂加以进一步开发研究。

复合包裹控释肥对小麦生长发育及土壤养分的影响

通过田间试验,研究了复合包裹控释肥对小麦产量、光合特性、植株养分及土壤速效养分的影响。结果表明,3种复合包裹控释肥较不施肥(CK)、氮磷钾配施(NPK)、复合肥(CF)及单一控释肥(CCRF)冬小麦中后期叶片净光合速率(Pn)和灌浆速率提高,灌浆持续时间延长,千粒重提高,穗粒数增加,籽粒产量增加,蛋白质含量提高,但成穗数减少;分别较NPK和CF增产8.93%～16.05%和5.34%～12.23%。复合包裹控释肥使土壤速效养分在冬小麦生长发育前中期相对较低后期较高,促进了干物质积累与转移,使植株干重和全氮全钾含量明显提高。复合包裹控释肥中以WCRF效果最佳,其冬小麦籽粒产量、中后期叶片Pn、植株干重及全氮全钾均最高,养分释放更符合冬小麦需肥规律。