晚霜凍脅迫下冬小麥株高變化與冠層光譜關(guān)系研究.pdf

1、冬小麥晚霜凍害是指由寒冷季節(jié)向溫暖季節(jié)過度時，大幅降溫使植株體溫降到冰點以下，冬小麥原生質(zhì)受到破壞，導(dǎo)致植株受害或死亡的低溫災(zāi)害。晚霜凍害主要發(fā)生在小麥拔節(jié)期至抽穗期（3月下旬至4月中旬），這一時期小麥若發(fā)生凍害可能造成減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)。與凍害對產(chǎn)量性狀影響的復(fù)雜性相比，株高變化對凍害的響應(yīng)最為一致和明顯，因此本文將以株高為突破點。通過2013、2014和2016年低溫霜凍試驗，研究冬小麥發(fā)生霜凍時小麥冠層光譜變化特征與株高變化的關(guān)系，分別

2、基于特定位置的光譜特征參數(shù)，基于波長組合的窄波段光譜指數(shù)和基于敏感光譜波段構(gòu)建霜凍小麥株高模型，通過比較模型的Adj.R2(調(diào)整R方)和RMSE（均方根誤差）選擇最優(yōu)模型作為冬小麥霜凍株高變化模型。
　　通過研究，本文得出以下結(jié)論:
　　(1)雌雄蕊到藥隔期是小麥幼穗發(fā)育的低溫敏感時期，在這一時期隨著霜凍溫度的降低株高逐漸降低，且株高的降低存在突變性。在雌雄蕊時期小麥株高降低的突變溫度在-11℃左右，而到了藥隔期，突變溫度上

3、升為-7℃。
　　(2)霜凍小麥冠層光譜標(biāo)準(zhǔn)化反射率的變化規(guī)律:在可見光波段400-750nm，反射率的值都是隨著溫度的降低而降低，其中在540-550nm黃邊范圍內(nèi)出現(xiàn)一個較小的反射峰，在近紅外波段750-1300nm，反射率曲線先后出現(xiàn)三個峰;在短波紅外波段1500-1769nm出現(xiàn)一個峰。
　　(3)霜凍小麥冠層一階微分光譜的變化規(guī)律:隨著溫度的降低，反射率值越低。在680nm左右是紅光強烈吸收導(dǎo)致的紅谷。在710-7

4、60nm波段范圍內(nèi)，開始出現(xiàn)紅邊效應(yīng)，且隨著溫度降低，紅邊向短波方向移動即出現(xiàn)紅邊“藍移”，溫度越低反射率的值越小。
　　(4)相關(guān)分析結(jié)果表明，在試驗1（2013試驗）與試驗2（2014試驗）中混合樣本中，株高變化率與λr（紅邊位置），SDr（紅邊面積），Dr（紅邊振幅），Drmin（最小振幅），Dr/Drmin（紅邊振幅/最小振幅），Dr/SDr（紅邊振幅/紅邊面積）共計6個光譜特征參數(shù)的相關(guān)性達到了極顯著水平((P＜0.01

5、)。在試驗3（2016試驗）中，與株高達到顯著相關(guān)的有2期試驗敏感窄波段光譜指數(shù)有:SR555(Simple Ratio750/555),PSSRa(Pigment specific simple ratio),TVI(Triangular vegetation index),SR735(Simple Ratio1075/735),RMCARI/ROSAVI(Ratio of revised MCARI/revised OSAVI),W

6、I(Water index),SRWI(Simple ratio water index),SR1096(Simple ratio1187/1096),NWI-1(Normalized water index-1),NWI-3(Normalized water index-3),AI(Aphid index)，HI(Healthy index)，共計12個。在株高與全波段光譜相關(guān)分析中，430～485nm，523～564nm，732～9