溫室智能裝備系列之十一 近地光譜技術在溫室生產中的應用

馬 偉 王 秀 毛益進

◇研究背景

溫室生產過程中的作物長勢監測是作物生長管理的重要依據。科學地獲取第一手的溫室作物長勢數據、植被生長狀態、植被覆蓋度等信息，能夠為精準水、肥管理提供可靠的基礎數據，因此也一直是溫室園藝生產環節關注的熱點問題。目前，應用比較廣泛的是對植被指數的監測，包括LAI和NDVI。LAI是指葉面積指數(Leaf Area Index)，又叫葉面積系數，是一塊農田上作物葉片的總面積與占地面積的比值。即葉面積指數=綠葉總面積／占地面積。葉面積指數是反映作物群體大小的動態指標。在一定的范圍內，作物的產量隨葉面積指數的增大而提高。當葉面積超過一定的限度后，田間通風不好，光照不足，光合效率減弱，產量反而下降。NDVI是指歸一化植被指數(NormalIzed Difference Vegetation Index)，利用兩個波段反射率進行計算得出，是反映農作物長勢和營養信息的重要參數之一，根據該參數可以獲得不同季節的農作物對氮的需求量，對合理施用氨肥具有一定的指導作用。植被指數在作物生產決策中得到廣泛應用。美國俄克拉荷馬州立大學在2002年推出了GreenSeeker光傳感器實時變量施肥機系統，這種系統根據植物光譜理論實時計算出作物的生長條件和營養狀況。楊瑋等(2007)通過采用NDVI指數和氮肥優化算法，采用變量施肥技術實現作物長勢趨于平衡。臺灣大學林慧美等對在溫室環境下相關植被指數的獲取和應用進行了系統的論述，并將相關植被指數應用于溫室灌溉水量的分級中。……