大豆不同水氮脅迫響應規律的高光譜分析

劉 爽，于海業，陳美辰，樸兆佳，于 通，李發秦尉，隋媛媛

吉林大學生物與農業工程學院，吉林 長春 130022

引 言

水分和氮對作物生長發育具有一定的影響，適宜的水氮含量可以有效改善作物生長，起到提高作物品質的作用[1]。水氮脅迫會嚴重影響大豆體內營養物質(蛋白質與氨基酸等)的含量，因此，實現大豆水氮脅迫的早期檢測，是保證大豆品質與產量的關鍵[2]。隨著高光譜技術的發展，有學者使用高光譜數據研究脅迫作用，Salah[3]等用光譜指數研究水分脅迫下玉米的水分狀況，發現指數模型(R970-R900)/(R970+R900)能預測玉米水分含量。高光譜技術以其快速、實時、無損等優點廣泛應用于農業領域作物指標的監測，但是關于利用高光譜技術監測和評價不同水氮含量對大豆葉片光譜植被指數和作物參數的影響研究仍鮮有報道[4-5]。

通過分析水氮脅迫下大豆高光譜、光譜植被指數、葉綠素含量和凈光合速率(下文中稱上述指標為農學參數)的變化特征，明確大豆農學參數對水氮脅迫的響應規律，并提取敏感波段，建立大豆單葉葉綠素含量和凈光合速率的反演模型，旨在為大田環境及大面積種植時精確管控水氮含量提供參考，同時為生產上利用光譜數據進行大范圍、無破壞和快速監測大豆長勢提供技術依據。

1 實驗部分

1.1 材料及設計

供試品種為虎山60，采用盆栽實驗，于2018年6月16日播種，每盆播種1粒種子。實驗于吉林大學日光溫室內進行，所有植株進行一致管理，于2018年7月23日—8月23日(開花結莢期)進行水氮脅迫實驗?！?br>