不同施氮量条件下烤烟叶面积系数与冠层光谱参数的相关性

为明确氮肥施用量对烤烟叶面积系数(LAI)和冠层光谱参数的影响,测定了不同氮肥施用量条件下烤烟不同生育期的冠层光谱特征和LAI,对二者随施氮量的变化进行了分析,并利用相关分析和回归分析确定了二者的相关性.结果表明:在一定的施氮量范围内,施氮量增加对烤烟LAI有明显的促进效应,但在打顶期的效应不及团棵期和旺长期明显;一定范围内随施氮量增加,烤烟冠层光谱中可见光波段的反射率降低,而近红外波段的反射率提高;可见光范围内500,550,600,650和670 nm处反射率与LAI呈极显著负相关,近红外区域内780和800 nm处反射率与LAI呈显著正相关,1050和1100 nm处反射率与LAI呈极显著正相关,与LAI相关性最强的植被指数为NDVI(1050,550),用其构建的回归模型预测效果较好.     

贵州喀斯特山区烟叶高光谱参数与叶绿素含量的关系

为实时无损快速地检测烟叶叶绿素含量(质量分数),利用Field Spec 3便携式地物光谱仪采集了贵州喀斯特山区主栽品种南江3号不同长势无病虫害烤烟叶片光谱,测定了相应烟叶的叶绿素含量;同时利用光谱分析技术提取光谱特征变量,并分析了烤烟叶片叶绿素含量与原始光谱、光谱一阶微分以及高光谱特征变量间的相关性;采用多元逐步回归及光谱特征单变量建立了叶绿素含量估测模型并进行了模型精度检验。结果表明:叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)与原始光谱反射率的相关系数分别在700和701 nm波长处最大;与光谱一阶微分的相关系数分别在623和653 nm波长处最大;Chl a与高光谱特征变量λg,Chl b与高光谱特征变量SDr/SDb的相关系数最大。基于光谱反射率一阶微分的逐步回归模型对烟草叶片Chl a和Chl b含量的估测精度较高,估测效果好。     

烤烟叶面积系数与冠层反射光谱指数的定量关系

为明确烤烟叶面积系数(LAD与冠层光谱特征之间的关系,测定了不同LAI的烤烟冠层光谱反射率,并对LAI与冠层反射光谱指数之间的定量关系进行了分析.结果表明:烤烟LAI与其冠层反射光谱中可见光波段的反射率呈负相关,与近红外波段的反射率呈显著正相关,单波段中1100 nm处的反射率与LAI相关系数(r=0.816)最大;利用两波段组成的植被指数与LAI的相关系数几乎全部达到了显著水平,其中以归一化植被指数NDVI(1100,600)与LAI的相关系数(r=0.895)最大.利用该参数建立的预测LAI模型在本实验条件下有较好的预测性.     

成熟期烤烟叶面积指数的时空分布及其与冠层光谱参数的相关性

为实现烤烟成熟期叶面积指数（LAI）的实时实地无损监测,通过大田试验研究了不同施氮量条件下烟株不同叶层LAI的时空分布及其变化规律,并采集冠层光谱数据分析了烟株不同叶层LAI与烤烟光谱参数间的相关性。结果表明:烟株中层、中下层、上中下层（冠层）LAI与光谱反射率的相关性规律基本一致,均在可见光区域与光谱反射率呈显著负相关,而在760~1 300 nm波段呈显著正相关,烟株中层、冠层LAI与光谱反射率的相关性曲线相似度较高,中层LAI可在较大程度上反映整个植株的LAI。植被指数RVI（810,680）与烟株中层、上中层、冠层LAI的相关性最高,红边振幅（Dλ_Red）与烟株下层、中下层LAI的相关性最高。经检验,基于RVI（810,680）的二次曲线模型能准确估算烟株中层和上中层LAI,基于RVI（810,680）的幂函数模型能较好地反演烟株冠层LAI,基于红边振幅（Dλ_Red）的二次曲线模型能较好地反演烟株下层和中下层LAI。因此利用光谱参数可实时准确监测烤烟植株及中下层LAI。      

增施有机肥对烟田土壤有机碳组分特征及CO_2排放的影响

为考察增施有机肥对烟田土壤固碳减排的作用,采用田间试验研究了不同施肥处理对土壤有机碳组分特征、CO_2排放通量和碳库管理指数的影响。结果表明:(1)与单施化肥相比,增施有机肥能够显著增加土壤有机碳总量和高、中、低活性组分含量,提高土壤碳氮比值;总有机碳增幅达11.44%,碳氮比值提高0.75。增施有机肥能够明显提高土壤碳库活度、碳库指数、碳库活度指数和碳库管理指数,有效提升土壤质量。(2)施肥条件下,烟草-土壤生态系统为弱的碳汇,增施有机肥比单施化肥的烟株固碳量增加93.63 kg·hm~(-2)。施用有机肥促进了土壤CO_2排放,能显著增加土壤碳库含量,提高烟叶产量,降低温室气体排放强度。可见,烟田增施有机肥是保证烟叶产量、实现固碳减排的重要途径。     

基于可见光谱参数的烤烟叶片叶绿素含量估算模型

为快速、无损、准确地估计烟草叶绿素含量,通过品种和氮素水平双因素试验,获得叶片数字图像和叶片叶绿素含量数据集,分析叶片可见光谱参数与叶绿素含量参数间的关系并选择最佳参数建立估测模型。结果表明,烤烟品种和氮素水平互作增加了叶绿素与光谱参数的变异性;在3类颜色指标中,NRI、R/（G+B）、（R-B）/G、（G-R）/（R+G+B）、（R-B）/（R+G+B）、ExR与叶绿素指标达到极显著相关（p<0.01）,其中R/（G+B）与Chl.a、Chl.b、Chl.（a+b）之间的相关系数分别为-0.632、-0.636、-0.666,相关性表现最好;利用田间试验进行验证,R/（G+B）对叶绿素指标的预测精度最高,与Chl.a、Chl.b、Chl （a+b）之间的均方根误差值分别为0.6069、0.1567、0.7575;选择R/（G+B）作为叶绿素含量估测的最佳颜色指标。利用该方法可实现智能手机对烟草叶绿素含量进行快速测定,及时指导烟田施肥和采取合适的栽培管理措施,具有可期的应用潜力。     

TMV侵染后烤烟叶片色素含量高光谱估算模型研究

人工诱发不同病级烟草普通花叶病,接种后第3d采用ASD Field spec FR 2500光谱仪对叶片进行光谱分析和相应色素含量测定.运用单变量线性或非线性拟合分析技术,选取部分样本建立色素含最估测模型,并利用其余样本对模型进行精度检验.结果表明,以蓝边面积(SDb)为自变量的线性模型是估测叶绿素a含量的最佳模型;以蓝边面积(SDb)为白变量的指数模型是估测叶绿素b和叶绿素a+b含量的最佳模型;以绿峰幅值(Rg)为自变量的线性模型足估测类胡萝卜素含量的最佳模型,其估测叶绿素a,叶绿素b,叶绿素a+b和类胡萝卜索含量的相对误差为-9.131%,-22.975%,-11.408%,-5.855%.     

施钼对烟草叶绿素含量、光合速率、产量及品质的影响

在大田条件下,对K326、云烟85、CB-1、红花大金元4个烟草品种进行叶面喷施钼肥,研究施钼对烟草叶片叶绿素含量、光合速率、产量和品质的影响.结果表明,施钼能提高4个品种烟草生育前期叶片叶绿素的含量和光合速率,提高烤后烟叶中上等烟的比例,显著降低杂色烟的比例,增加烟叶产量和产值,提高烟叶含钾量和含钼量.     

氮素水平对甜菜产量形成作用机理的研究之二 氮素水平对甜菜光合效率的影响

施氮量与单株叶面积呈极显著正相关,γ＝0．998**;N120处理的叶面积指数最大值为4．87,LAI3．0持续时间长达40天以上,符合高产的LAI动态规律;叶绿素含量与光合速率呈二次曲线相关,最佳叶绿素含量为1．27mg／g;在各氮素水平处理中,N120处理的单株光合速率和群体光合速率均处于最高水平,有利于产量形成和糖分积累。     

干旱胁迫下旺长期烤烟冠层叶绿素密度的高光谱估测

为精准、实时、无损地估算烤烟冠层叶绿素密度,快速获取烤烟光合性能与营养状况,基于不同程度干旱胁迫处理,采用ASD光谱仪,在综合分析群体原始高光谱反射率、一阶导数光谱反射率及已有光谱指数与冠层叶绿素密度(CCD)关系的基础上,建立烤烟CCD估算模型。结果表明:(1)干旱胁迫后烤烟冠层光谱反射率随叶绿素密度呈现规律性变化。(2)712 nm处的一阶导数与CCD相关性最好(r=0.838)。(3)利用一阶导数光谱建立的反演叶绿素密度的线性模型和BP神经网络模型中,均以BP神经网络模型效果最好,其模型决定系数R~2为0.9686,均方根误差RMSE 0.0778,表明模型的精度和稳定性均较好。研究结果可为实时监测旺长期烤烟群体光合能力及水分胁迫状况提供栽培管理依据。     

基于合成孔径雷达(SAR)数据的贵州喀斯特山区烟草叶面积指数估算模型

喀斯特山区多云雨天气,地表破碎,耕地分布不集中,农作物套种,导致常规遥感监测手段难以满足烟草实时监测的需要。为实现现代烟草农业实时快速监测,研究选取高分辨率合成孔径雷达(SAR),以贵州清镇流长现代烟草农业基地单元为研究区,在烟叶成熟期,考察不同极化方式(HH、VV以及H/VV)雷达亮度值与烟草叶面积指数(LAI)的相关性,进而构建线性回归模型和二次多项式模型。结果表明:一元线性比值HH/VV模型(Y=0.612X+1.410, R2=0.862)反演精度最高。该模型可用于大面积遥感监测贵州喀斯特山区烟草种植,掌握烟草生长状况。      

烟株叶片叶绿素的时空分布特征

  目的  探讨烟株叶片叶绿素的时空分布特征。  方法  2018年5-9月,利用平均相对偏差、回归分析和相关性分析等方法研究烟株叶片叶绿素的时空分布特征。  结果  1）烟株叶片叶绿素的动态变化呈“倒勺子”型,且叶绿素含量随部位的上升而增大;叶片发育前中期,叶绿素值呈弱变异,后期则呈中等变异。2）样带上中部和上部叶片叶绿素值的破碎化程度高于下部叶,烟株不同部位叶片叶绿素值的波动具有相似性。3）基于时间稳定性指数最小值得出代表性样点,建立了代表性样点叶绿素值与对应部位叶绿素平均值之间的回归模型。  结论  可利用代表性样点烟株叶片叶绿素值表征对应部位叶绿素的平均值,从而为本区烟田的水肥管理和成熟采收提供理论支撑。      

贵州烤烟色素含量和颜色值随生育期的变化及其相关性

为了进一步探讨贵州烤烟生长特性,以K326、毕纳1号、贵烟1号、贵烟2号和K326有机烟为材料,研究了大田生育期（35、70、105 d）烟叶质体色素含量和颜色参数值的变化幵进行了相兲分析。结果表明,生育期烤烟烟叶质体色素含量和颜色参数（H＊除外）值均呈逐渐下降的趋势。毕纳1号35 d和105 d质体色素含量显著高于其他材料;K326有机烟70 d和105 d质体色素含量显著低于其他材料,但其L＊、b＊和C＊值显著高于其他材料。不同烤烟材料生育期烟叶L＊和H＊值差异均显著,且b＊和C＊值105 d显著高于35 d和75 d。不同烤烟材料烟叶质体色素含量与颜色参数值相兲均显著,其中质体色素含量与L＊、a＊值相兲系数较大,在0.805~0.866之间。线性回归分析表明,变量叶绿素b R2值（R^2=0.915）最大,变量类胡萝卜素R2值（R2=0.847）最小;自变量中线性回归系数正值Xa＊最大,其次是XH＊。相对类胡萝卜素,烤烟生育期烟叶叶绿素含量与颜色参数值的线性回归性更好。     

烤烟鲜烟叶成熟度的量化

利用SPAD-502叶绿素计进行了连续两年的田间试验,研究了烤烟鲜烟叶的成熟度量化判别。结果表明不同成熟度鲜烟叶的差异主要表现在叶绿素含量上。选取与叶绿素含量关系密切的叶绿素相对值(SPAD)作为鲜烟叶成熟度的判别指标,并建立了烟叶成熟度的叶绿素计读数模型TMDSPADV,该模型的判别分类与先验的成熟度分类符合率为91%。因此,基于SPAD的成熟度TMDSPADV模型,可以进行量化的鲜烟叶成熟度判别。     

鲜烟叶高光谱特征与颜色分析及其关系研究

  目的  明确各部位不同颜色鲜烟叶的高光谱特征及其与颜色参数的关系,为科学判定烟叶成熟度提供参考。  方法  研究了各部位烟叶颜色参数和高光谱特征的变化规律,对颜色参数和高光谱特征参数进行了相关分析和回归分析,基于高光谱特征参数建立了颜色参数回归模型,并对其进行检验。  结果  随着落黄程度的提高,颜色参数L、b、C呈不断增大的趋势,a值呈先减小后增大的趋势,H°呈不断减小的趋势;高光谱特征参数随烟叶颜色的改变呈现规律性的变化;高光谱特征参数与各颜色参数有显著或极显著相关性,基于高光谱特征参数建立的颜色参数回归模型预测效果较好。  结论  利用高光谱技术对鲜烟叶颜色参数进行分析是可行的。      

不同干旱程度胁迫条件下烤烟叶片气孔导度的光谱响应

为了利用光谱信息快速、实时监测烤烟叶片气孔导度状况,以K326和中烟100两个品种为试验材料,分析了正常需水量、轻度干旱、中度干旱和重度干旱4种条件下的烤烟叶片气孔导度与冠层原始光谱及一阶导数光谱间的关系,筛选出烤烟气孔导度最佳敏感波段,并构建烤烟气孔导度状况估算模型。结果表明：(1)随着干旱胁迫程度的加剧,烤烟叶片气孔导度和700～1 350 nm波段处的冠层光谱反射率均呈现降低趋势,旺长期气孔导度高于伸根期和成熟期,两个品种表现规律一致。(2)敏感波段主要聚集在近红外光区域。715～930 nm、963～1 000 nm处的冠层原始光谱与烤烟叶片气孔导度相关系数达0.6以上,712～715 nm和718～719 nm处的光谱一阶导数与烤烟叶片气孔导度相关系数均达0.7以上,相关性均达到极显著水平。(3)利用711～715 nm处光谱一阶导数所构建的BP神经网络模型效果较好,模型决定系数R2为0.908。因此,利用烤烟冠层光谱一阶导数可较精准地反映烤烟叶片气孔导度状况,其建模效果优于冠层原始光谱,其中利用711～715 nm处光谱一阶导数构建的烤烟叶片气孔导度模型效果最优。     

增强UV-B辐射对烤烟幼苗生长及生理特性的影响

为研究UV-B对烤烟生长和生理代谢的影响,为生产优质烟叶提供参考依据,通过盆栽试验,采用3个不同UV-B辐射强度对烤烟幼苗进行辐射处理,以UV-B辐射处理7d后幼苗的新鲜叶片测定各项生理指标。结果表明:烤烟幼苗干物质随着UV-B辐射强度的增加而降低;高UV-B辐射使叶片中色素含量降低,叶绿素a、叶绿素b含量低于对照,类胡萝卜素含量受UV-B增加的影响相对较小;丙二醛含量在高UV-B辐射下含量明显增高;脯氨酸、类黄酮等紫外线吸收物质含量随着UV-B辐射强度的增加而增加。