用紅外熱圖像估算棉花葉片水勢參數(shù)的研究.pdf

1、[研究目的]:運用紅外熱圖像技術(shù),提取棉花冠層受光葉片的溫度,并將人工濕參考表面(WARS)的溫度運用到Jones定義的作物水分脅迫指數(shù)CWSI的經(jīng)驗公式中,計算CWSI。建立CWSI與葉水勢的模型,目的是運用遙感方法估測葉水勢值,以“精確、實時、非接觸、無破壞”定量監(jiān)測大面積棉花冠層的水分狀況。
　　[研究方法]:本研究主要是采用紅外熱像儀(FLUKETIR3),分別在棉花的盛蕾期、開花期、盛花期、結(jié)鈴期和盛鈴期進行5次圖像采集

2、,并計算CWSI;同時采用Li-6400便攜式光合儀和SPKM1400壓力勢水勢儀分別測試棉花(不同品種、不同水分)冠層在不同生育時期的氣孔導(dǎo)度(Gs)與蒸騰速率(Tr)和葉水勢;收獲期測得棉花產(chǎn)量和棉纖維品質(zhì)等農(nóng)學(xué)指標,分析上述指標之間的相互關(guān)系,建立棉花干旱監(jiān)測的遙感模型。
　　[研究結(jié)果]:(1)棉花冠層的水分狀況是棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的主要環(huán)境影響因素。棉花盛鈴初期和結(jié)鈴期水分與產(chǎn)量的聯(lián)系最為密切。棉株品質(zhì)指標與棉花生育時期的密

3、切程度存在差異。其中伸長率受品種自身遺傳因素影響顯著,和生育期內(nèi)水分的關(guān)聯(lián)較小。棉株整齊度指數(shù)受盛花初期的灌溉影響最大。馬克隆值與花鈴期的棉花水分狀況呈顯著的相關(guān)性,棉株上半部平均長度與花鈴期和吐絮期棉花的水分狀況呈顯著的相關(guān)關(guān)系。
　　(2)當(dāng)土壤含水量降低時,先影響到葉水勢,隨著葉水勢的降低,氣孔關(guān)閉,蒸騰作用減慢甚至停止。當(dāng)干旱脅迫增加,土壤含水量很低時,葉片氣孔導(dǎo)度減小,蒸騰失水減弱,氣孔關(guān)閉,減少水分散失而使植株適應(yīng)干旱

4、的環(huán)境。表明葉水勢是土壤含水量、光合作用和蒸騰作用的樞紐,是監(jiān)測作物水分狀況的一個重要生理指標。
　　(3)棉花開花期大量的根系活動仍然分布在20-40cm土層。在一個灌溉周期內(nèi),CWSI與20cm、40cm和60cm土層土壤含水量都呈極顯著的負相關(guān)關(guān)系(r20cm=-0.9092**>r40cm=-0.8487**>r60cm=-0.7928**)。棉花冠層CWSI可以作為精確反映棉花干旱程度的指標。
　　(4)不同灌水處

5、理條件下棉花植株CWSI日變化、灌溉周期變化、棉花生育期變化呈現(xiàn)一定規(guī)律。一天中獲取CWSI最佳時段為14:00-18:00;在一個灌溉周期灌溉第3-5天為CWSI測定的最佳時機;在棉花整個生育期內(nèi),棉花盛鈴期和吐絮期的棉花冠層CWSI值較棉花開花期、盛花期高。當(dāng)CWSI值處于0.4左右或葉水勢在-1.0MPa時,棉花皮棉產(chǎn)量和品質(zhì)都處于最佳的狀態(tài)水平。
　　(5)隨著CWSI增加,葉水勢值降低,建立CWSI-Ψ模型。檢驗?zāi)Ｐ徒Y(jié)果