高精度卫星影像与土壤植株测试结合进行冬小麦氮营养诊断
叶色可以敏感反映出小麦的氮素营养状况，并由此可以预测空间上不同的施肥量。前人研究表明遥感的手段可以通过收集作物营养状况的空间信息来提出养分管理的建议。本文从田块和区域两个尺度对高精度卫星遥感影像(QuickBird卫星影像)与土壤植株测试相结合应用于区域冬小麦氮素营养诊断的可行性进行研究。
田块尺度试验在北京市东北旺农大试验地进行，通过购买高精度卫星影像，采用专业的影像处理软件提取冬小麦冠层卫星影像光谱植被指数，结合土壤植株测试指标对高精度卫星影像应用于冬小麦氮素营养诊断的可行性进行验证。主要研究结果如下：
QuickBird卫星影像可以用于冬小麦拔节期的氮素营养诊断。各光谱指数(NDVI、GNDVI、RVI、DVI等)与传统的小麦氮素营养诊断指标(叶绿素仪SPAD读数、植株全氮含量、植株茎基部硝酸盐浓度等)之间都有显著或者极显著的线性相关关系，其中归一化植被指数NDVI和比值植被指数RVI与各植株测试指标的相关性最好。光谱植被指数与土壤供氮之间也具有很好的关系。NDVI、RVI、GNDVI、DVI与播前土壤Nmin之间都达到极显著正相关。归一化植被指数NDVI和比值植被指数RVI与由冬小麦氮肥分期优化体系所得拔节期优化施氮量之间呈极显著线性负相关。在拔节期，传统施氮处理冬小麦的NDVI值为0.27-0.31，表示供氮过量；优化施氮处理冬小麦的NDVI值是0.23-0.25，表示拔节前供氮适宜；不施氮处理冬小麦的NDVI值在0.17-0.23之间，代表拔节前供氮不足，小麦处于缺氮状态。
区域尺度上，通过设置不同品种三水平氮肥试验，购买卫星影像并提取光谱植被指数，结合土壤植株测试对高精度卫星遥感影像应用于冬小麦氮素营养诊断进行了初步探索。主要研究结果如下：
品种不同的冬小麦的光谱反射特征存在差异，在区分品种的情况下，各光谱植被指数与叶绿素仪读数之间都达到极显著相关。农户调查结果发现几乎所有农户的冬小麦氮肥基肥用量都是过量的，但是采用归一化植被指数NDVI对农民麦田返青前氮肥用量的结果进行评价却得到很多农田前期供氮不足的结果。其主要原因是2005年春天出现倒春寒天气，导致冬小麦在3月末尚处于返青期，冠层覆盖度差、生物量低，冬小麦冠层光谱反射受到裸露地面反射干扰。
高精度卫星影像;氮营养;土壤植株;冬小麦
中国农业大学
硕士
植物营养学
陈新平
2006
中文
S512.11;S143
47
2007-07-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）