种植密度对玉米冠层高光谱特征的响应研究

为了探讨玉米种植密度与叶面积指数及冠层高光谱数据的定量关系,为遥感快速无损准确监测玉米种植密度提供理论依据,本研究选用ZD958、KWS3564和XY335 3个品种,6万、12万和18万株/hm^23个密度下获取玉米冠层高光谱数据及叶面积指数,分析种植密度与叶面积指数定量模型,并进行模型检验。结果显示:1)在6万株/hm^2密度下,波段范围350-532、563-704和742-1000 nm处玉米叶面积指数与光谱反射率具有极显著的相关,RVI[497,935]与LAI的相关性最好,R^2为0.67;在12万株/hm^2密度下,波段范围720-1158 nm处玉米叶面积指数与光谱反射率具有极显著的相关性,DVI[720,936]与LAI的相关性最好,R^2为0.49;在18万株/hm^2密度下,波段范围415-672、678-1750 nm处玉米叶面积指数与光谱反射率具有极显著的相关性,DVI[551,724]与LAI的相关性最好,R^2为0.65。2)经过模型精度检验推荐RVI[497,935]构建6万株/hm^2密度下的LAI估算模型,DVI[720,936]、DVI[551,724]构建12万株/hm^2密度下与18万株/hm^2密度下的LAI估算模型。结论:春玉米不同密度下叶面积指数与高光谱间有高的相关性,建立的提取模型具有高的精度,可对春玉米叶面积指数进行遥感监测。

基于HJ-1A1B卫星多光谱的油菜菌核病监测研究

为探索基于卫星平台的油菜菌核病遥感监测方法,于2011-2012年在新疆伊犁第四师77团油菜生长季节,对选定的健康、病害油菜地块叶面积指数(LAI)、花面积指数(FAI)和角果面积指数(PAI)及光谱指数进行了研究。结果显示:健康油菜与病害油菜的归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)和差值植被指数(DVI)在发病前无明显著差异,但在发病之后有显著或极显著差异,基于显著差异性光谱指数采用的4种病害与非病害油菜分类方法中,以最大似然法分类结果与田间调查结果最接近,其kappa系数为0.72,达到高度的一致性。结论:利用NDVI、RVI和DVI可区分病害油菜与健康油菜,最大似然法是病害油菜与健康油菜分类的最佳方法,利用环境卫星多光谱数据进行油菜病害监测是可行的,精度符合生产要求。

密度对玉米产量(>15000kg·hm^(-2))及其产量构成因子的影响

【目的】研究密度对高产玉米(>15 000 kg·hm-2)产量及其构成因子的影响,揭示高产玉米产量形成机制,为玉米持续稳定高产提供依据。【方法】连续两年在新疆和宁夏高产玉米区,以郑单958为试材,以1.5万株/hm2为一个密度梯度,设置从1.5万株/hm2至18万株/hm2不同密度处理,充分满足水肥需求,进行高产栽培实践,在实现高产基础之上分析其产量及产量构成因子特征。【结果】两年多点共68个处理,最低和最高单产分别为7 675.5和20 503.5 kg·hm-2,其中有47个处理达到15 000 kg·hm-2以上的产量;对产量构成特征的分析表明,要达到15 000 kg·hm-2以上的高产,最低、最高密度分别为5.25万株/hm2和16.28万株/hm2;最低、最高收获穗数分别为6.66万穗/hm2和13.84万穗/hm2;最低、最高穗粒数分别为365和657粒;最低、最高千粒重分别为237和404 g。【结论】密度与单产呈抛物线关系,以10.5万株/hm2密度处理单产最高;随着产量的提高,种植密度、单位面积穗数、穗粒数和千粒重表现出最适值范围变窄的趋势。随种植密度增加,单位面积穗数呈增加趋势,穗粒数和千粒重呈下降趋势,而单位面积粒数呈增加并趋于不变趋势。

高产春玉米源库特征及其关系

【目的】明确高产春玉米(15 000 kg.hm-2)的源库特征及其数量关系,揭示玉米不同密度对源、库及其产量的调控规律。【方法】在新疆、宁夏具有相似气候特征的玉米高产区共设置4个试验点(新疆农四师71团、新疆农六师奇台农场、宁夏大学试验农场、宁夏同心县),按照统一的栽培管理措施,以广适、耐密、高产品种郑单958为试材,设12个密度处理(从1.5万—18万株/hm2)以创造不同源库类型和产量水平,研究高产(15 000 kg.hm-2及以上)玉米的物质生产特征、最大叶面积指数(LAI)、光合势、单株粒重、单穗粒数、收获指数和粒叶比等源库特征及其相互关系。【结果】高产玉米干物质积累量与籽粒产量呈二次函数关系,15 000 kg.hm-2以上玉米干物质积累量为24 937—54 895 kg.hm-2,19 270 kg.hm-2(最高单产)玉米干物质积累量为37 417 kg.hm-2,其中吐丝前占44.31%,吐丝后占55.69%;高产玉米产量与最大LAI、光合势均呈二次函数关系,15 000 kg.hm-2以上玉米最大LAI为3.9—11.4,光合势为113 401—502 703 m2.d,最高单产玉米最大LAI为6.68,光合势为348 142 m2.d;产量与单株穗重呈极显著负相关(r=0.7188**),15 000 kg.hm-2以上的玉米,单株穗重为95.5—289.6 g,穗粒数为366.6—545.9粒,千粒重为232.6—388.6 g,最高产量玉米单株穗重平均为169 g,穗粒数为469粒,千粒重为361.0 g;产量与穗粒数、千粒重均呈二次函数关系;高产玉米产量与收获指数呈二次函数关系,15 000 kg.hm-2以上玉米收获指数为31.5%—61.9%,最高单产玉米收获指数为51.5%,产量与粒数/叶面积和粒数/叶干重相关不显著(r粒数/叶面积=0.1520,r粒数/叶干重=0.2577),而与粒重/叶干重极显著相关(r=0.5847**),两者呈二次曲线关系,15 000kg.hm-2以上高产玉米,粒重/叶重为1.1—7.13,粒重/叶面积为149.4—506.5 g.m-2,最高产量时的粒叶比为5.39和366.4g.m-2。【结论】不同产量水平玉米物质积累量、光合势、吐丝前、吐丝后物质积累和吐丝前、吐丝后光合势比例均有差异,产量越高,对吐丝前干物质积累量要求越高,吐丝后光合势比例也越高;郑单958类型的品种在低密度下源不足是产量的主要限制因子,此时增密能够增产,而增产的主要机制是叶源的增加;高密度下源、库同时增加但增加比例不同导致的库相对不足是产量的主要限制因子,此时提高结实率和增加粒重等扩库措施是增产的主要机制。

新疆不同类型土壤有机质含量的高光谱监测

利用高光谱遥感对土壤进行监测已成为精准农业的重要技术之一。本文对新疆不同土壤类型土壤样品有机质含量进行理化分析,并高光谱反射率测定,获得不同类型土样有机质含量及对应高光谱反射率曲线,通过分析高光谱反射率曲线与土样有机质含量关系,对特定波长下的土样光谱反射率和有机质含量进行相关分析和曲线拟合,对高光谱遥感监测土壤质量的可行性进行分析。研究发现,有机质在350~2 500 nm波长范围内光谱反射率与有机质含量呈负相关关系,在675 nm附近的相关性最强。该研究为利用遥感技术进行土壤属性的快速监测奠定了研究基础。

不同玉米品种吐丝期干物质积累特点比较

玉米是我国主要的粮饲兼用作物,不同玉米品种干物质积累特点不同,本文选择23个玉米品种,对其干物质积累进行分析。结果表明,总干物质积累量比较大的品种有陕单606、M751、豫单606、KWS511、登海605等,比较小的品种有良玉66、利民33、SD3622、中单909等。生殖器官占总干物质比重较大的品种有金海1029、陕单606、金海3055、利民33等,比较小的品种有KWS3564、登海605、金9913、KWS511、陕单609、先玉335等。