监测花生叶面积指数和地上部生物量的最优植被指数及适宜波段带宽

为推动光谱遥感在快速无损监测花生生长中的应用,明确监测花生叶面积指数(leaf area index,LAI)和地上部生物量(aboveground biomass,AGB)的最优植被指数及适宜的核心波段带宽。设置2个花生品种、4个施氮水平的花生田间试验,在不同生育时期(苗期、开花下针期、结荚期、成熟期)用Analytical Spectral Devices(ASD)公司生产的FieldSpec HandHeld 2型野外高光谱辐射仪,采集325~1075 nm范围冠层反射光谱,筛选敏感植被指数,并研究核心波段带宽对其监测叶面积指数(LAI)和地上部生物量(AGB)时精度的影响。结果显示,对花生LAI和AGB敏感的植被指数均为归一化红边指数(normalized difference red edge),即NDRE(λ_(790),λ_(720))。进一步分析这一指数的监测精度随波段带宽的变化,发现监测LAI时,核心波段带宽(bandwidth,b)在(λ_(790):1~33 nm,λ_(720):41~59 nm)范围内时能使NDRE(λ_(790),λ_(720))保持较高监测精度,其中带宽组合(λ_(790):33 nm,λ_(720):53 nm)的带宽和值最大,对核心波段带宽的要求最低,利用其构建监测模型时决定系数(determination coefficient,R^(2))为0.7482,利用独立试验数据检验模型时相对均方根误差(relative root mean square difference,RRMSE)为13.88%。监测花生AGB时,核心波段带宽在(λ_(790):1~101 nm,λ_(720):19~101 nm)范围内时能使NDRE(λ_(790),λ_(720))保持较高的监测精度,其中带宽和值最大的核心波段带宽组合为(λ_(790):89 nm,λ_(720):89 nm),其建模R^(2)为0.7103,检验RRMSE为20.42%。综上,在花生整个生长进程中,可用上述两个具有不同核心波段带宽的植被指数NDRE(λ_(790)-b_(33),λ_(720)-b_(53))和NDRE(λ_(790)-b_(89),λ_(720)-b_(89))分别对LAI和AGB进行监测,监测模型为LAI=0.0296×exp^((14.365×NDRE))和AGB=0.6240×exp^((20.222×NDRE))。在核心波段适宜带宽上的研究结果,可以为花生长势光谱监测设备研发及评估提供参考。

碱性肥料对花生生长及土壤化学性质的影响

本试验采用盆栽形式,研究了施用碱性肥料对花生生长、产量及土壤化学性质的影响。结果表明:碱性肥料能够增加花生产量;与普通肥料相比,施用碱性肥料显著增加了花生的结果数,增幅达18.18%～31.62%;碱性肥料J1(16-7-10)增产高达14.83%。与不施肥相比,施用碱性肥料促进了花生生长,主茎高显著增加35.57～38.96%,第一侧枝长显著增加20.18～21.47%。此外,碱性肥料能有效地提高土壤pH值,改良土壤性状。