氮素胁迫下水稻高光谱特征研究
氮素调控对水稻黄华占生长发育及产量的影响
氮素调控对水稻黄华占生长发育及产量的影响氮素是植物生长发育中不可或缺的重要营养元素，对水稻的生长发育和产量具有重要影响。
水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，其产量和品质直接关系到全球粮食安全和农业经济的发展。
研究氮素调控对水稻黄华占生长发育及产量的影响具有重要意义。
一、氮素对水稻黄华占生长发育的影响1.氮素对水稻黄华占形成的影响氮素是构成蛋白质、核酸、叶绿素等重要有机物质的主要元素，对于水稻黄华占的形成起着重要的调节作用。
在水稻生长初期，适量的氮素可促进植株叶片的生长，增加叶面积，从而为黄华占的形成提供更多的养分和光合产物。
而高浓度的氮素则可能导致水稻叶片过于繁茂，养分分配不均，从而影响了黄华占的形成和发育。
3.氮素对水稻黄华占成熟期的影响成熟期的氮素供应对黄华占的生长发育也具有重要影响。
充足的氮素可以促进水稻的籽粒充实度和产量，提高水稻的品质和产量。
而氮素缺乏或者过量则会造成水稻籽粒充实不良，影响产量和品质。
2.氮素对水稻品质的影响氮素不仅对水稻产量有影响，同时也对水稻品质起到重要作用。
适量的氮素可以提高水稻的氮素含量，增加蛋白质含量，提高淀粉的含量，进而提高水稻的食用品质。
而氮素缺乏或者过量都会影响水稻的品质，降低食用价值。
三、氮素调控对水稻黄华占生长发育及产量的优化策略1.合理施氮针对水稻的生长特点和生育期需求，合理施用氮肥是提高水稻产量和品质的关键。
在水稻的不同生育期，适量的氮素供应可以促进黄华占的生长发育，提高产量。
科学施氮是优化水稻黄华占生长发育及产量的重要策略。
2.调整氮素的施用方式科学合理的施用方式可以减少氮素的损失，提高养分利用率，进而优化水稻的产量和品质。
采用分期施肥、滴灌施肥等方式可以降低氮素的损失，提高氮素利用效率。
3.选择适宜的氮素肥料选择适宜的氮素肥料，可以提高氮素的利用率、降低氮素的损失，进而优化水稻的生长发育和产量。
选择尿素、硝酸铵等氮素肥料，可以提高氮素的利用效率，减少氮素的损失，促进水稻的生长发育。
高温胁迫下水稻产量的高光谱估测研究
高温胁迫下水稻产量的高光谱估测研究水稻是中国人民的主食之一，它的产量直接关系到人们的生活质量和国家的粮食安全。
然而，近年来全球气候变暖，高温胁迫已经成为水稻生产中的重要威胁因素，严重降低了水稻的产量和质量。
因此，高效的高光谱估测技术在高温胁迫下水稻产量的预测和评估中受到了广泛的关注。
高光谱技术是一种遥感技术，可以对植被的反射率和吸收率进行非常精细的量化测量。
它通过对植被在不同波长下的反射率进行分析，可以得到一些与植物生长和生理状态相关的指标。
据报道，在高温胁迫下，水稻叶片的光谱反射率会发生明显的变化，这为利用高光谱技术来预测水稻产量提供了可能。
过去，人们利用近红外光谱和可见光谱来预测水稻的产量，但是这两种波段很难分辨出叶片的生理状态。
近年来，有学者利用远红外和热红外波段进行了研究，据其发现，这两个波段能够更好地反映叶片的水分和温度情况，从而提高水稻产量的预测准确性。
针对高温胁迫下水稻产量的高光谱估测，近年来研究中主要采用了两种方法：一是利用多光谱传感器直接测量水稻叶片的反射率；二是结合多源数据，通过模型分析来预测产量。
然而，这两种方法都存在一定的不足。
利用多光谱传感器直接测量水稻叶片的反射率，在实际应用中很难覆盖大面积的田间水稻。
而且，受机器精度和气象条件的影响，数据的准确性存在一定的不确定性。
结合多源数据进行水稻产量的预测，虽然可以克服传感器测量的局限，但是需要建立复杂的模型，且对数据的质量要求较高。
此外，由于高温胁迫因素比较复杂，需要考虑因素的综合作用以及空间差异。
目前，在高光谱技术应用于高温胁迫下水稻产量预测方面，还存在很多需要深入研究的问题。
例如，如何减少传感器测量的误差和缩小空间尺度的影响，如何在复杂的气象背景下建立准确的模型等等。
总的来说，高光谱技术尚不能完全替代传统的水稻产量估测方法，但是它具有快速、高分辨率、多源数据等优点，可以为高温胁迫下水稻产量的预测和评估提供新的思路和方法。
利用高光谱数据估测不同温度胁迫下的水稻籽粒中粗蛋白和直复习过程
利用高光谱数据估测不同温度胁迫下的水稻籽粒中粗蛋白和直链淀粉含量1谢晓金1,2，李秉柏1，朱红霞1（1.江苏省农业科学院农业经济与信息研究所，江苏南京210014；2.南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室，江苏南京210044）摘要：水稻籽粒粗蛋白和直链淀粉含量是评价稻米品质的两个主要指标。
本文以不同温度胁迫下的水稻田间试验为基础，分析水稻成熟籽粒粗蛋白和直链淀粉含量与不同生育期冠层反射光谱的相关性。
结果显示，水稻籽粒的粗蛋白和直链淀粉含量与不同生育期冠层原始光谱和一阶导数在某些波段达到极显著或显著相关水平。
进一步分析比值植被指数、差值植被指数、归一化植被指数和红边参数等光谱参数与成熟籽粒粗蛋白和直链淀粉含量的相关性，用回归分析方法对相关拟合较好的参数进行筛选，建立了水稻成熟籽粒粗蛋白含量( GCPC)和直链淀粉含量( GAC)监测模型，运用独立观测数据对模型进行检验，其预测值与实测值的精确度为0.393~0.683，准确度为0.708~0.923，RMSE值为8.706%~11.296%。
表明模型预测值与实测值之间具有较高的符合度，对水稻籽粒粗蛋白质和直链淀粉含量具有较好的预测性。
关键词: 水稻籽粒；粗蛋白质含量；直链淀粉含量；反射光谱；光谱参数冠层反射光谱能够反映作物群体面源信息，通过对冠层光谱信息的解析，可以有效提取和突出作物目标的实时信息。
多年来，反射光谱数据已成为估测叶面积指数、地上生物量、叶绿素含量和氮素营养等农作物长势监测和遥感估产的重要手段[1-2]。
粗蛋白和直链淀粉含量是谷类作物营养品质的两个重要指标，近年来，国内外许多研究表明，利用反射光谱来预测谷类籽粒的粗蛋白和直链淀粉含量也是可行的。
Hansen等报道了利用冠层光谱反射率和偏最小二乘法预测小麦籽粒蛋白质含量[3]。
李映雪等指出，灌浆中期冠层光谱指数RVI (1 220, 710)能预测不同小麦品种成熟期籽粒蛋白质含量的变化[4]。
不同氮素形态及水分胁迫对水稻苗期水分吸收_光合作用及生长的影响_宋娜
植物学通报Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｏｆ Ｂｏｔａｎｙ ２００７， ２４ （４）： ４７７−４８３， ｗｗｗ．ｃｈｉｎｂｕｌｌｂｏｔａｎｙ．ｃｏｍ收稿日期： ２００６－０４－２５； 接受日期： ２００６－１１－０８基金项目： 国家自然科学基金（Ｎｏ． ３０３９００８０和３０４００２７９）和农业部９４８重大国际合作项目（Ｎｏ． ２００３－Ｚ５３）＊ 通讯作者。
Ｅ－ｍａｉｌ： ｓｇｕｏ＠ｎｊａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．实验简报． 不同氮素形态及水分胁迫对水稻苗期水分吸收、光合作用及生长的影响宋娜， 郭世伟＊， 沈其荣南京农业大学资源与环境科学学院， 南京 ２１００９５摘要 采用室内营养液培养， 聚乙二醇（ＰＥＧ６０００）模拟水分胁迫处理、ＨｇＣｌ２抑制水通道蛋白活性的方法， 在３种供氮形态下（ＮＨ４＋－Ｎ／ ＮＯ ３－－Ｎ为１００／０、５０／５０和０／１００）， 研究了水稻苗期水分吸收、光合及生长的状况。
结果表明， 在非水分胁迫下， 水稻单位干重吸水量以单一供ＮＯ３－－Ｎ处理最高， 加ＨｇＣｌ２抑制水通道蛋白活性后， 单一供ＮＯ３－－Ｎ、ＮＨ４＋－Ｎ和ＮＨ４＋－Ｎ／ ＮＯ３－－Ｎ为５０／５０处理的水稻水分吸收分别下降了９．６％、２０．７％和１６．０％； 但在水分胁迫下， 单一供ＮＯ３－－Ｎ的处理水分吸收量显著降低， 低于其它２个处理， 加ＨｇＣｌ２抑制水通道蛋白活性后， 水分吸收量分别降低了１．０％、１８．８％和２３．５％。
在２种水分条件（水分胁迫与非水分胁迫）下， 净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和细胞间隙ＣＯ２浓度等指标均以单一供ＮＨ４＋－Ｎ处理最大，ＮＨ４＋－Ｎ／ ＮＯ３－－Ｎ为５０／５０处理次之， 单一供ＮＯ３－－Ｎ处理最小。
ＨｇＣｌ２处理结果表明， 不同形态氮素营养能够影响水稻幼苗根系水通道蛋白活性。
在２种水分条件下， ＮＨ４＋－Ｎ／ ＮＯ３－－Ｎ为５０／５０处理的生物量（干重）均最大。
本研究为水稻苗期合理施肥以壮苗提供了理论依据。
利用高光谱参数预测水稻叶片叶绿素和籽粒蛋白质含量
孙雪梅等 :利用高光谱参数预测水稻叶片叶绿素和籽粒蛋白质含量
8 45
光合作用过程中起吸收光能作用的色素有叶绿 素[ 叶绿素 a (Chl a) 和叶绿素 b (Chl b) ]与类胡萝卜 素 (Cars) ,其中叶绿素是主要的吸收光能物质 ,直接 影响植被光合作用的光能利用 。而绿色植物明显的 光谱特征 ,就是由其中的叶绿素等色素和液态水引 起的[1] 。其中对可见光波段影响最大的是叶绿素含 量 ,而近红外波段主要受叶片的含水量以及叶片结 构的影响 。高光谱遥感的快速发展使得定量估测植 被叶绿素含量成为可能 。高光谱遥感技术所提供的 遥感信息 ,能够准确地用于估测植被的生理状况 ,划 分植被类型 ,预测植被生产能力[2] 。
1 试验设计与数据采集
111 试验材料及设计 选取直链淀粉含量不同的 2 个晚稻“秀水 110” 和“丙 9914”,于 2003 年 6 月 19 日播种 ,7 月 5 日移 栽 。试验区设在浙江大学华家池校区的智能化控制 温室中 (东经 120°10′,北纬 30°14′) 。试验采用水培 方式 ,培养液采用国际水稻所配方 。氮素营养分为 4 个水平 ,即氮素正常 (40 mg/ L) 、氮素过量 (2 ×40 mg/ L) 、氮素缺乏 (1/ 4 ×40 mg/ L) 和有机氮 (40 mg/ L
第 31 卷 第 7 期 2005 年 7 月 844～850 页
作 物 学 报 ACTA AGRONOMICA SINICA
Vol. 31 , No. 7 pp. 844 - 850 July , 2005
利用高光谱参数预测水稻叶片叶绿素和籽粒蛋白质含量
孙雪梅 周启发 何秋霞
(浙江大学生命科学学院植物生理与生物化学国家重点实验室 ,浙江杭州 310029)
高光谱技术在水稻氮素营养诊断中的应用研究
高光谱技术在水稻氮素营养诊断中的应用研究
高光谱技术是一种快速、无损的遥感技术，可以获取物体的光谱信息。
在水稻氮素营养诊断中的应用研究中，高光谱技术可以用来获取水稻叶片的光谱信息，进而分析水稻的氮素营养状态。
首先，高光谱技术可以通过测量水稻叶片的光谱反射率来获得丰富的光谱数据。
这些数据可以包括红外辐射、可见光和近红外光等不同波段的反射率。
通过分析这些光谱数据，可以获得水稻叶片中不同波段的反射率之间的关系，进而得到水稻的氮素营养信息。
其次，高光谱技术可以通过光谱指数来评估水稻氮素营养状况。
光谱指数是通过使用不同波段之间的光谱信息计算得出的指标，可以用来反映水稻叶片中氮素含量的情况。
一些常用的光谱指数，如归一化植被指数（NDVI）、倒数反射率指数（RDI）等，可以通过高光谱技术来计算和应用。
通过这些光谱指数，可以对水稻的氮素营养状况进行定量评估。
最后，高光谱技术还可以结合机器学习算法进行水稻氮素营养诊断。
通过收集大量水稻样本的光谱数据和氮素含量数据，可以建立预测模型，用以预测水稻氮素含量。
这些模型可以包括随机森林、支持向量机、人工神经网络等机器学习算法。
这些模型可以通过高光谱数据进行训练和验证，从而实现对水稻氮素营养状态的快速、准确诊断。
总的来说，高光谱技术在水稻氮素营养诊断中的应用研究可以
通过获取水稻叶片的光谱信息，计算光谱指数和建立预测模型来评估水稻的氮素营养状况。
这种技术可以实现非接触式、高效率的氮素营养诊断，为水稻生产提供科学依据和技术支持。
稻干尖线虫病胁迫水稻叶片波谱响应特征及识别研究
光 谱
学
与 光
谱
分
析
Ｓ ｅ ｔｏ ｃ ｐ ｎ ｐ ｃ ｒ ｌＡｎ ｌ ｓｓ ｐ ｃｒ ｓ ｏ ｙ ａ ｄ Ｓ ｅ ｔａ ａ ｙ ｉ
Ｖ １ ３ ， ． ，ｐ １ —１ ｏ． ０ Ｎｏ３ ｐ ７ ０７ ４ Ｍ ａｃ ｒ ｈ，２ １ ００
稻 干尖线 虫病胁 迫水稻 叶片 波谱 响应特 征及 识别研 究
刘 占宇 ， 石晶晶 ， 王大成 。 黄敬 峰 ，
１ 浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所 ， ． 浙江 杭州 ３ ０ ２ １０ ９ ２ ．国家农业信息化工程技术研究 中心 ， 北京 １０ ０ ００９
摘
要
对植被病害的精确识别是采取植保措施 的前提 ，同时对 喷施 农药也具 有积极的指导作 用。比较 了
衡 ，同时增加农民的生产成本［ 。目前 ， 】 ］ 农作物 田块层次 的 实地取样调查仍 旧是病害识别 与监测的主要手段 ，为病 害的 预测预报 、 合理防治策略 的制定发挥 了重要 的作用 。 ］ 但这 种方法需 花费大量 的人力、物力和时间 ，且取样范 围和样本
量有限 ， 难以获得大范 围的资料［ 。 利用 遥感技术监测农作物病虫害胁迫具有范 围广 、 成本 低、 时效性强和连续动态监测的优 势 ， 以克服观察者 自身 可 经验影响的缺点［ 。 ４ 然而 ， ］ 农作物病虫害遥感 监测～直发展 缓慢 ， 一方 面由于病虫危害具有点 发性 、 发病 中心面积较小 的特点 ，另一方面 因为常规卫 星传感 器具有波段 宽、空间分
研究 了光谱反射率 与叶绿素含量和病情指数 的相关关系 。 这
些研究主要集 中在病虫害定性识 别、定量提取和动态监测方
高温胁迫下水稻产量的高光谱估测研究
高温胁迫下水稻产量的高光谱估测研究随着气候变暖，全球变暖对农业生产的影响越来越明显。
高温环境对农作物发育造成严重影响，通常会降低农作物的产量。
水稻是世界上最重要的粮食作物，高温胁迫是影响全球水稻产量的主要因素。
为了更好地预测水稻的产量，开展高光谱估测研究是很有必要的。
高光谱遥感技术是常用的信息采集技术，它通过在事前定义的空间分辨率内采集地物信息，为农作物发育提供有效信息。
尽管传统的遥感技术可以提供遥感图像，但它们缺乏更详尽的物理信息，无法提供地物的详细参数值。
高光谱遥感技术能够提供更多的物理信息，可用于研究农作物发育状况。
在研究高温胁迫下水稻产量的高光谱估测中，首先需要根据气象观测数据设置热量胁迫暴露，然后通过控制气候设定条件进行实践，最后用高光谱遥感监测水稻发育变化和产量影响。
根据实验结果，可以探讨高温胁迫环境下水稻发育的变化特征，以及如何用高光谱技术识别水稻结实状态，从而掌握水稻产量的变化情况。
此外，在研究过程中还要考虑水分、营养素和其他环境因素对水稻生长发育的影响，并考虑整个群体的水稻种子衰老情况和营养阶段，进行多层次监测。
在研究实施过程中，要进行多次的实践，以验证和完善高光谱估测模型，确保模型的准确性和可靠性。
最后，研究还要求综合应用不同的高光谱技术，包括多光谱、多比例尺和多时相遥感技术，实现高光谱遥感数据的信息提取。
准确定量高光谱技术与水稻产量之间的关系，对于水稻产量预测、气候变化对水稻产量的影响、以及农业科技发展有重要意义。
高温胁迫下水稻产量的高光谱估测研究具有重要的理论意义和广阔的应用前景，它不仅提供了水稻产量变化情况的科学参考，也可以帮助改善气候变化环境下水稻产量的预测模型，从而减少水稻产量预测不确定性，为水稻生产提供科学依据。
综上所述，研究高温胁迫下水稻产量的高光谱估测，可以获取水稻发育、产量变化等数据，有助于研究气候变化对水稻产量的影响，为水稻生产提供科学依据，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。
不同氮素形态及水分胁迫对水稻苗期水分吸收、光合作用及生长的影响
是 国际上一 直 争论 的话题 。水 稻旱 作后 ， 地 土壤 中 旱
７ ％以上 的氮素形态是 Ｎ 一Ｎ， ０ Ｏ３ 而一般 认为水稻是喜
铵 植物 ， 且其对 Ｎ ４－ 并 Ｈ Ｎ的吸收 多于 Ｎ ３一 Ｏ 一Ｎ。但是 ，
近几年大量 的实验结 果证 明， 一的ＮＨ Ｎ 单 － 或Ｎ０ －Ｎ ３－
维普资讯
植 物学通报 Ｃ ｉｅｅ 『ｆ ｆ ｏａ ｙ ０ ７ ２ ４： ７ — ８ ， Ｗ ．ｈ ｂ ｌｏａ ｙｃｍ ｈ ｓ 『『 ｔ ２ ０ ， ４（）４ ７４ ３ Ｗ Ｗｃ ｉ ｕｌ ｔｎ ． ｎ ｅ 门ｏ Ｂ ｎ ｎ ｂ ｏ
－
实验简报 －
水稻（ ｙ ａ ａｉ ） Ｏｒ ｔａ节水栽培在我国水稻生产 中占据 ｚｓ ｖ
细胞 途径 。但 哪种 吸收途径 对植 物抗旱 性起 主要作用
日益重 要的地位 。 实验证 明， 采用地 面覆盖 等保 水措施 可使旱 作 水稻 的产量基 本 与水作 水稻 持平 （ 甲辰等 ， 王
２ ０） ０ ２ 。因此 ， 于水稻抗旱 生理 的相 关研究 也成为研 关
（ ４－ ／ Ｏ － ＮＨ Ｎ Ｎ ３ Ｎ为１ ００ ０５ 和０ １ ｏ ， 一 ０ ／ 、５ ／ ０ ／ｏ ）研究 了水稻苗 期水分 吸收 、光 合及生长 的状况 。结果 表明， 在非 水分胁迫 下， 水 稻 单位干 重吸水量 以单 一供 Ｎ －Ｎ ０３－ 处理 最高 ， Ｉ ｇ ２ 制水通道 蛋 白活性后 ， 一供 Ｎ 一Ｎ、ＮＨ Ｎ和Ｎ８４－ ／ ￣］ ＣＩ Ｈ 抑 单 ０３－ ４－ ＋Ｎ Ｎ０３－ 一Ｎ
壮苗提供 了理论依据 。
关键词 氮 素形态 ， 光合 ， 水稻 ， 分胁迫 ， 水 水分 吸收 宋娜 ， 郭世 伟，沈其荣 （０ ７ ． 同氮素 形态及 水分 胁迫 对水 稻苗期 水 分吸 收 、光合作 用及 生长 的影 响 ． ２０）不 植物 学通 报 ２ ， ７ — ８ ． ４ ４ ７ ４ ３
氮胁迫对水稻营养生长期氮代谢及相关基因表达量的影响
原酶 （ ＮＲ） 亚 硝 酸 还 原 酶 （ Ｒ）谷 氨 酰胺 合 成 酶 １ 、 Ｎｉ 、
材 料 与 方 法
（ Ｓ 、 氨 酸 合 成 酶 （ ＧＡＴ） 谷 氨 酸 脱 氢 酶 １１ 试验 材料 Ｇ ）谷 ＧＯ 和 ． （ ＤＨ） 化为 有 机 氮 ， 谷 氨 酸 （ ｕ 或 谷 氨 酰 胺 Ｇ 转 如 Ｇｌ） 水 稻粳 稻 品种为 日本 晴 （ ｒ ｚ ｔ ａ Ｌ ｓｐ Ｏ ｙ ａｓ ｉ ．ｓ． ａｖ （ ｉ）之后 再 参 与 各 种 氨 基 酸 和 蛋 白质 的生 物 合 Ｇｎ ， ｊ ｐ ｎｃ） ａ ｏ ｉ 。将 发 芽后 的 日本 晴种 子播 于 湿 沙 中 ， ａ 生 成 。 一 长至 ２叶期 时 ， 移栽 到 盛满 营养 液 的塑料 盒 （０Ｌ ， ３ ） 水 稻 是我 国的重要 粮食 作物 ， 近些 年 来 ， 农业 在 在武 汉市 夏季 自然条 件 下 生 长 ， 隔 ３ｄ更 换 １次 每 生 产上 人 们通 过施 用 大量 化 学 肥 料 提 高 稻谷 产 量 ， 营养 液 ， 培 营养 液 配 方 参 照 Ｙｏ ｈｄ 水 ｓｉ ａ等 ［ 方 法 。 。 ］ 尤 其是 氮肥 ， 是氮 肥 的 吸 收利 用 效 率 却 在 不 断下 但 当植 株生 长 到 ５至 ６叶期 时 ， 其 分 别 进 行 １ｈ及 对 降 。练 兴 明等 Ｌ通 过 分 析水 稻 幼 苗 中 １ ２ ４ ］ ０４ ２个 基 １ ３ ７ｄ的缺 氮胁 迫 ， 、 、 以及 缺 氮 胁 迫 ７ｄ后 ， 复供 恢 因的表 达 ， 发现 共有 ４ １个受 低 氮处理 影 响 ， 括参 ７ 包 氮生 长 ２ｈ和 １ｄ 。缺氮 胁迫 处 理营养 液 中不 加氮 ， 与光合 作用 、 量代 谢 、 能 逆境 反应 等 的基 因 。陈清 爽 ． ４ｍｍｏ／ ｌＬ 等 ＿研究 发 现水 稻 中有 ２ 基 因在 氮 饥饿 处 理下 缺 氮 胁 迫 后 恢 复 供 氮 处 理 时 加 入 １ ４ ５ ］ Ｏ个 ＮＯ。复 合氮 源 ＮＨ ， ＮＯ。 可提 高植株 氮 的利 用 的表达明显增强， 涉及多种代谢途径 、 信号转导及生 ＮＨ ９ ］ 每 长 调控 等过 程 。重 金 属 镍 、 分 胁 迫 等 逆 境对 氮代 效 率 ［ 。所 有 材料 于 同一 时 间 取样 ， 个 时 间 点 随 水 谢 相关 酶 活 性 的影 响 已 有 报 道 ［ ］但 是 缺 氮 胁 迫 机取 ３ ， 其地 上部 和根 部分 开 ， 一７ ６， 株 将 于 Ｏ℃ 保存 ，
水稻高光谱特征及其生物理化参数模拟与估测模型研究
水稻高光谱特征及其生物理化参数模拟与估测模型研究
随着遥感技术的快速发展，高光谱遥感成为了研究农作物生长和发育的重要手段之一。
本文研究了水稻高光谱特征及其生物理化参数模拟与估测模型。
首先，利用高光谱数据对水稻生长期不同阶段的光谱反射率进行了研究，探究了水稻在不同生长阶段的光谱特征。
结果显示，不同生长阶段的水稻光谱反射率存在明显差异，且随着生长阶段的变化而变化。
然后，利用反射率数据，构建了水稻生物理化参数（如叶面积指数、叶绿素含量等）与光谱特征之间的模拟和估测模型。
经过验证，模型具有较高的准确性和稳定性，可以有效地估测水稻生长期不同阶段的生物理化参数。
最后，利用模型对水稻生长期不同阶段的生物理化参数进行了估测，并结合实地调查数据进行了验证。
结果表明，模型估测结果与实际数据相符合，验证了模型的准确性和可靠性。
综上所述，本文研究了水稻高光谱特征及其生物理化参数模拟与估测模型，为水稻生长监测和管理提供了重要的科学依据。
- 1 -。
土壤水分与水稻氮素状况光谱特征研究
土壤水分与水稻氮素状况光谱特征研究
土壤水分和水稻氮素状况的光谱特征研究主要是通过光谱技术对土壤水分和水
稻氮素状况进行无损、快速、准确的监测和评估。
光谱特征是指物体在不同波长下对光的吸收、反射、透射等特性。
土壤水分和水稻氮素状况都会对光的吸收、反射、透射产生影响，因此可以利用光谱特征来获取相关信息。
土壤水分对光谱特征的影响主要表现为光的吸收和反射的变化。
当土壤水分含量增加时，土壤对近红外波段的光吸收增强，而土壤对可见光波段的光反射增加。
因此，通过比较不同波段的光谱特征，可以反推土壤水分的含量。
水稻氮素状况对光谱特征的影响主要表现为叶片的叶绿素含量和叶绿素荧光的
变化。
叶绿素是水稻叶片中的主要光捕捉色素，其含量与水稻的氮素状况相关。
水稻叶片中的叶绿素含量增加时，叶片对可见光的吸收增强，而对近红外光的反射减弱。
另外，水稻叶绿素荧光也受氮素状况的影响，在氮素缺乏时会减弱。
因此，通过测量水稻叶片的光谱特征，可以评估水稻的氮素状况。
综上所述，土壤水分和水稻氮素状况的光谱特征研究可以通过光谱技术实现无损、快速、准确的监测和评估，为农业生产提供科学依据。
氮素限制条件下水稻光合生理及产量特征研究
氮素限制条件下水稻光合生理及产量特征研究水稻是全球最重要的粮食作物之一，但是其高产和高质量的种植面临着许多挑战。
其中一个主要的挑战是如何在减少化肥的同时提高产量和品质。
氮是构成蛋白质的主要元素之一，对于水稻的生长和发育至关重要。
然而，由于农业生产中过度使用氮肥，导致氮营养的浪费和环境的污染。
因此，在氮素限制条件下，研究水稻的光合生理和产量特征，对于实现可持续发展具有重要意义。
光合生理特征氮素限制条件下，水稻的光合生理特征发生了许多变化。
首先，氮的限制导致光合作用的降低。
光合作用是将光能转化为化学能，从而为植物提供能量的反应。
一般来说，氮营养越充足，植物的光合速率就越高。
然而，在氮素限制条件下，水稻的光合能力受到抑制，导致其生长和发育缓慢。
其次，氮的限制还导致叶绿素合成能力的下降。
叶绿素是植物进行光合作用的必要色素之一，其合成需要大量的氮元素。
因此，氮限制导致叶绿素的合成速率变慢，导致叶片变黄和退化。
最后，氮的限制还影响了光合作用的调节机制。
光合作用中的电子传递过程由光合作用复合体控制。
氮素限制条件下，复合体的数量降低，导致电子传递的速率降低。
这种情况可以通过叶绿素荧光测定来体现。
荧光测定是一种光学技术，可以用来测量叶片在光照下电子传递的速率。
在氮素限制条件下，水稻的荧光值通常较高。
产量特征氮素限制条件下，水稻的产量特征也发生了变化。
一般来说，氮的充足会促进水稻的生长和发育，从而提高产量。
然而，在氮素限制条件下，水稻的产量通常会降低。
这是因为氮素限制导致了光合速率和叶绿素含量的下降，影响了植株对光合产物的利用能力，导致产量的减少。
氮素限制还会对水稻的成分和品质产生影响。
一些研究表明，氮素限制可以提高水稻的淀粉含量和塘谷含量，并降低蛋白质含量。
淀粉和塘谷是水稻中的主要成分之一，对于水稻的品质和食用价值具有重要意义。
然而，氮素限制导致水稻中的蛋白质含量下降，这对于营养价值来说可能并不是一件好事。
研究氮素限制条件下水稻的光合生理和产量特征，有助于我们更深入地了解水稻生长发育中的生理生化机制，促进对水稻产量与品质的优化。
典型保供作物生育期高光谱时序特征分析——以水稻为例
典型保供作物生育期高光谱时序特征分析——以水稻为例王小攀马泽忠罗鼎张斌（重庆市地理信息和遥感应用中心，重庆401120）摘要为进一步挖掘高光谱识别耕地种植属性的能力，掌握典型保供作物在不同生育期时序上的光谱特征，本研究以重庆市南川区大观镇某水稻田为试验区，重点分析了孕穗期、抽穗期、灌浆期和成熟期4个生育期水稻叶光谱的变异系数、光谱特征参量以及光谱一阶导数与氮含量的相关性。
结果表明：光谱变异系数在孕穗期最高、灌浆期最低，可见光和短波红外范围变异系数大于其他波段；各生育期“三边”及红谷、绿峰位置变化不大，但是在水稻发育后期，红边位置向短波方向偏移，出现“蓝移”现象；光谱一阶导数与氮含量具有较强的相关性，灌浆期光谱一阶导数与氮含量相关性最大。
关键词耕地；种植属性；水稻；高光谱；时序特征中图分类号S127文献标识码A文章编号1007-5739（2023）16-0163-04DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.16.041开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Hyperspectral Time Series Characteristics of Typical Guaranteed Crop in Growth Periods:Taking Rice as an ExampleWANG Xiaopan MA Zezhong LUO Ding ZHANG Bin(Chongqing Geomatics and Remote Sensing Application Center,Chongqing401120) Abstract In order to further explore the identification ability of hyperspectrum on the cultivated land planting attributes and grasp the hyperspectral time series characteristics of typical guaranteed crop in different growth periods, this study took a rice field in Daguan town,Nanchuan District,Chongqing City as the experimental area,and focused on the analysis of the coefficient of variation(CV)of rice leaf spectrum,spectral characteristic parameters and the correlation between the first derivative of spectra and nitrogen content at booting stage,heading stage,filling stage and ripening stage.The results showed that CV was the highest at booting stage and the lowest at filling stage,CV of visible light and short-wave infrared was higher than that of the other bands.The position of“three sides”,red valley and green peak changed little in each stage,but the red side shifted to short wave and appeared“blue shift”in the later period of rice growth.The first derivative of spectra had strong correlation with the nitrogen content,the correlation at filling stage was the greatest.Keywords cultivated land;planting attribute;rice;hyperspectrum;time series characteristic耕地是粮食生产的“命根子”，是我国最珍贵的战略资源。
水稻营养生长对高浓度氮素的响应机制研究
水稻营养生长对高浓度氮素的响应机制研究水稻是人类主要的粮食作物之一，其生长发育过程中营养元素的供应对产量与品质都有着重要的影响。
其中，氮素是植物生长发育的必需元素之一，对提高作物产量和改良品质有着重要的作用。
但是，高浓度氮素对水稻生长的影响一方面与种植环境有关，一方面也与品种、生育期、施肥方式等因素密切相关。
因此，本文主要探讨水稻对高浓度氮素的响应机制，旨在为水稻的种植和育种提供科学的参考依据。
一、高浓度氮素对水稻抗逆能力的影响水稻作为一种生态灵敏型作物，对外界环境变化的适应能力较弱，其中尤以氮素的浓度变化最为敏感。
一方面，高浓度氮素可以提高水稻的抗病性与抗虫性，从而提高作物的产量和品质。
另一方面，长期过多地施用氮素则会使水稻根系发生萎缩、叶片变黄、减小光合效率等负面影响。
因此，在施肥时需要仔细考虑氮素的浓度和施肥方式，以及与其他养分之间的相互作用，从而提高水稻对高浓度氮素的适应能力。
二、高浓度氮素对水稻氮代谢的影响氮素是影响水稻生长发育的重要因素之一，长期过多地施用氮素会导致水稻中氮代谢失调。
尤其是在花期，氮素含量过高会造成雄性不育，从而影响水稻的种子产量。
另外，高浓度氮素也会影响水稻中羟基苄脲酶（NR）的活性与基因表达，从而进一步影响氮素的利用效率和吸收率。
同时，水稻的光合作用也会受到影响，使光合酶的活性降低，进而降低光合速率和植物净光合作用量。
三、高浓度氮素对水稻土壤微生物环境的影响水稻土壤中的微生物环境对作物生长发育具有非常重要的影响。
高浓度氮素的施用会影响土壤微生物所需要的养分与生存环境，进而影响土壤微生物的生态功能和生物能量流通。
尤其是缺乏有效灌溉和排水，会导致土壤中的氮素浓度持续上升，从而影响土壤生态系统的平衡和稳定。
此外，高浓度氮素也会对土壤中的细菌、真菌和微生物的群落组成产生影响，从而影响水稻对病虫害的抵抗力和微生物肥效的利用率。
四、高浓度氮素对水稻产量与品质的影响氮素对水稻的产量和品质具有着重要的影响。
不同施氮量条件下水稻高光谱响应特征分析
不同施氮量条件下水稻高光谱响应特征分析刘桃菊;潘星哲;唐建军;朱冰;胡雯君;张笑东;江绍琳;陈美球【期刊名称】《江西农业大学学报》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】设置不同施氮量处理的田间试验，研究不同施氮量条件下水稻齐穗期冠层高光谱响应特征的变化。
结果表明：水稻冠层光谱反射率在不同施氮水平间存在明显差异，不同施氮量群体的冠层高光谱敏感波段主要存在于近红外区域和可见光区域，近红外区域（710～1350 nm）随施氮水平的增加反射率增加，施氮处理的反射率明显高于不施氮处理，在可见光范围内随施氮水平的增加，反射率有所降低。
一阶导数光谱值在可见光区也随施氮水平的增加相应的升高，这种趋势在680～760 nm的红边区域表现最为明显，特别是720～740 nm的红边核心区对水稻不同的施氮量具有稳定的响应特征，冠层红边位置随施氮水平的增加向长波方向移动（红移），红边振幅随施氮水平的升高而升高。
【总页数】7页(P699-704,742)【作者】刘桃菊;潘星哲;唐建军;朱冰;胡雯君;张笑东;江绍琳;陈美球【作者单位】江西农业大学江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌 330045;江西农业大学江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌330045;江西农业大学江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌330045;江西农业大学江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌330045;江西农业大学江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌330045;江西农业大学江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌330045;江西农业大学江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌330045;江西农业大学江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌330045【正文语种】中文【中图分类】S511.4+2【相关文献】1.不同品种小麦下土壤微生物量和可溶性有机物对不同施氮量的响应 [J], 杨馨逸;刘小虎;韩晓日;段鹏鹏;朱玉翠;齐文2.不同地力条件下施氮量对水稻产量的影响 [J], 刘艳阳;张洪程;宋浩;戴其根;霍中洋;许轲3.不同施氮量条件下不同品种水稻对紫色土钾吸收利用的影响 [J], 王正银;姚建祥4.水稻不同叶位含氮量的分布特点及其对施氮量的响应（摘要） [J], 刘桃菊;朱冰;潘星哲;江绍琳;唐建军;张笑东;胡雯君5.不同水稻品种对施氮量的响应研究 [J], 张兆冬;王家宝;邬刚;袁嫚嫚;王莉莉;孙义祥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
不同供氮水平下盐胁迫对水稻光合特性和某些生理特性的影响
不同供氮水平下盐胁迫对水稻光合特性和某些生理特性的影响刘晓龙;徐晨;徐克章;崔菁菁;张治安;凌凤楼;安久海;武志海【摘要】Objective]To understand the response to salt stress on rice varieties cultured at different nitro-gen levels.[Method]Two north japonica rice varieties were cultured at five nitrogen levels of nutrient so-lution until booting stage , the changes of biomass , photosynthetic characteristics and some physiological characteristics of two rice varieties were measured in three salt concentrations .[Result and conclusion]The biomass of rice varieties which were cultured at different nitrogen levels of nutrient solution decreased under salt stress;there were significant decrease in net photosynthetic rate ( Pn) , stomatal conductance (Gs), transpiration rate ( Tr) and apparent mesophyll conductance ( AMC) of rice leaves under salt stress.The Pn reduction was due to non-stomatal restriction factors in low-nitrogen-level nutrient solu-tion, however, the stomatal and non-stomatal limitation factors resulted in the Pn reduction in high-nitro-gen-level nutrient solution .Under salt stress , the activity of antioxidant enzymes such as SOD , POD and CAT, the contents of proline and soluble sugar of leaves in 1/2N-level nutrient solution were significantly higher than those at other nitrogen-levels, the membrane permeability and the content of MDA in 1/2N-level were lower than those at other nitrogen-levels.The results show that rice varieties cultured in 1/2N-level nutrient solution can improve the capacity of osmotic regulation , enhancing the salt-tolerance ability of rice varieties at booting stage .The capacity of salt-tolerance ofJiudao 13 is higher than that of Jijing 88 .%目的为了解不同供氮水平培养的水稻植株对盐胁迫的响应．方法以2个北方常规粳稻品种为材料，在5个供氮水平下培养至孕穗期，以3个盐浓度进行胁迫处理，研究了处理后的水稻植株生物量、光合特性及一些生理特性的变化．结果和结论不同供氮水平培养的水稻植株在盐胁迫后生物量均呈下降趋势；盐胁迫下，2个水稻品种的净光合速率（ Pn）、气孔导度（ Gs）、蒸腾速率（ Tr）和表观叶肉导度（ AMC）显著下降．低氮水平培养的水稻植株在盐胁迫后净光合速率下降的原因是由非气孔限制因素引起的，而高氮水平下其在盐胁迫后净光合速率下降的原因还增加了气孔限制因素．在盐胁迫下，1／2N水平下水稻的叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性及植株体内脯氨酸、可溶性糖含量显著高于其他N水平，膜透性和丙二醛含量均低于其他N水平．1／2N水平的营养液培养水稻可提高水稻的渗透调节能力，从而增强其在孕穗期的抗盐能力；九稻13号的耐盐性高于吉粳88号．【期刊名称】《华南农业大学学报》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】7页(P6-12)【关键词】水稻;盐胁迫;氮肥;光合作用;抗氧化酶活性【作者】刘晓龙;徐晨;徐克章;崔菁菁;张治安;凌凤楼;安久海;武志海【作者单位】吉林农业大学农学院，吉林长春130118;吉林省农业科学院农业资源与环境研究所，吉林长春130033;吉林农业大学农学院，吉林长春130118;吉林农业大学农学院，吉林长春130118;吉林农业大学农学院，吉林长春130118;吉林农业大学农学院，吉林长春130118;吉林农业大学农学院，吉林长春130118;吉林农业大学农学院，吉林长春130118【正文语种】中文【中图分类】S565.1土壤盐渍化是世界性的环境和农业灾害，全世界大约有8亿多hm2土地遭受不同程度的盐胁迫伤害.在盐胁迫下，植物的种子萌发［1］、生长发育［2-3］及光合能力［4-5］均受到不同程度的影响.盐胁迫对植物的伤害可分为快速的渗透胁迫和缓慢的离子毒害［6］.渗透胁迫主要体现为环境中的盐浓度过高，水分难以进入植物体内，造成植物生理干旱;而离子毒害则是由于Na+和Cl-在叶片中大量积累造成的.氮肥是作物生产中增产作用最大的养分，对作物的许多生理过程、抗逆性和其他营养元素的利用均有重要的调节作用［7］.Palfi［8］研究表明，盐胁迫下水稻对N的吸收降低.许多学者对氮素营养提高水稻耐盐性做过研究，刘开力等［9］研究表明盐胁迫下对水稻幼苗施加低浓度外源NO可以提高幼苗根组织的抗氧化能力，黄本开等［10］认为外源NO可以缓解水稻幼苗膜质过氧化作用.Abdelgadir等［11］在3个盐浓度和3个供氮水平下对水稻进行研究，结果表明增加NO-3能够减少水稻体内Cl-的含量.关于不同供氮水平培养的水稻植株在盐胁迫后生理特性变化鲜见报道.本文选择2个北方常规粳稻品种为材料，研究在不同供氮水平下盐胁迫对水稻光合特性及生理特性的影响，探讨盐胁迫下水稻的最佳施氮量，为提高水稻耐盐性提供理论依据.1.1 材料北方常规粳稻品种:九稻13号和吉粳88号，生育期均在142 d左右，为中晚熟品种.其中，九稻13号为耐盐品种，吉粳88号为盐敏感品种.以上2个品种是通过对吉林省156个水稻品种采用NaCl浓度为80 mmol·L-1的改良IRRIYoshida(1976)营养液在种子萌发期和幼苗期筛选获得的.1.2 试验设计试验在植物生长室进行，每天光照11 h;昼夜温度分别为(22±0.5)和(17±0.5)℃，湿度为(60± 5)%.发芽阶段施用蒸馏水在培养皿中进行培养，成苗后(株高超过10 cm)用脱脂棉固定幼苗根部将幼苗插入打孔的黑色塑料泡沫板中，移栽至直径为30 cm、高为35 cm的桶中，移栽后植株间距为2.5 cm，每桶15株，同时分别施以改良IRRIYoshida(1976)营养液正常含氮量的1/4、1/2、1、2和4倍的营养液进行培养(分别记为1/4N、1/2N、1N、2N、4N，其中，1/4N、1/2N为低氮，2N、4N为高氮)，pH为5.1± 0.2，7 d更换1次营养液，并调节营养液的pH.水稻移栽后于孕穗初期进行盐胁迫处理，即在每个氮水平营养液中分别加入不同量的NaCl［c(NaCl)分别为40、80、120 mmol·L-1，分别表示低盐、中盐、高盐］，每个品种16个处理，其中，对照(CK)为不含盐的正常改良IRRIYoshida(1976)营养液，7 d更换1次营养液，并调节营养液的pH至5.1±0.2，每个处理设3次重复，处理15 d后在孕穗中期开始进行器官生物量、光合特性、膜透性、丙二醛、抗氧化酶活性和渗透性调节物质的测定，每个指标测3次.1.3 各项指标的测定方法1.3.1 生物量的测定随机选取3株植株进行生物量的测定，先分别测定地上部分和根系的鲜质量，然后将鲜样在105℃的烘箱中杀青15 min，于80℃烘干48 h后，用分析天平分别称地上部和根系的干质量.然后将干物质粉碎，用于可溶性糖、脯氨酸含量的测定.1.3.2 光合特性指标的测定用Li-6400型便携式光合测定系统(Li-cor公司)测定，测定时采用光量子密度为1 200μmol·m-2·s-1的固定红蓝光源，为避免测定时环境CO2浓度的变化对测定结果的干扰，将仪器的进气口与装有恒定CO2浓度的钢瓶相接，钢瓶CO2浓度调节成(495±5)μmol· mol-1.测定水稻剑叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci).测定时间为09:00—11:00.气孔限制值(Ls)按下式计算:式中，Ci为胞间CO2浓度，Ca为环境CO2浓度;表观叶肉导度(AMC)是通过净光合速率与胞间CO2浓度的比值(Pn/Ci)来计算的，用于估测非气孔限制作用，即RuBP羧化酶的活性.1.3.3 生理指标的测定膜透性、丙二醛含量和抗氧化酶活性均采用张治安等［12］的方法进行测定.SOD活性以抑制NBT光化学还原的50%为1个酶活性单位，CAT活性以1 min内D240nm减少0.1的酶量为1个酶活性单位，POD活性以1 min内D470nm减少0.01的酶量为1个酶活性单位，均记为“U”.脯氨酸采用磺基水杨酸法［13］进行测定.可溶性糖采用蒽酮比色法［14］进行测定.1.4 数据分析文中所有数据均为3次重复的平均值，数据的处理采用Excel 2003和DPS数据处理系统进行.2.1 不同供氮水平下盐胁迫对水稻植株生物量的影响从表1中可以看出，盐胁迫下，水稻植株地上部分和根系的鲜质量与干质量显著下降，随着盐浓度的提高，下降幅度越显著.随着氮浓度的升高，植株地上部分和根系鲜质量与干质量均呈先增加后下降的变化趋势，与对照相比，3个盐浓度下植株生物量均表现为1N水平培养的下降最小.2.2 不同供氮水平下盐胁迫对水稻光合特性的影响由图1可以看出，与对照相比，盐胁迫下水稻叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)和表观叶肉导度(AMC)均呈下降趋势;随着氮浓度的增加，水稻叶片Pn、Gs、Tr和AMC均呈先增加后下降的变化趋势，与对照相比，高氮水平培养的水稻植株叶片光合特性指标的下降幅度显著高于低氮水平.低盐胁迫后，水稻叶片胞间CO2浓度(Ci)在5个氮水平下均变化不大，气孔限制值(Ls)在低氮和1N水平下变化不大，在高氮水平下略有升高;中盐胁迫后，低氮和1N水平下Ci变化不大，高氮水平下Ci显著下降，Ls在5个氮水平下均显著升高;高盐胁迫后，Ci在5个氮水平下均显著下降，且Ls均显著升高.由此推测低氮水平培养的水稻植株在盐胁迫后净光合速率下降的原因是由非气孔限制因素引起的，而高氮水平下其在盐胁迫后净光合速率下降的原因还增加了气孔限制因素.从图1还可以看出，不同处理下，九稻13号的Pn、Gs和Tr均高于吉粳88号.2.3 不同供氮水平下盐胁迫对水稻叶片及根系生理特性的影响2.3.1 叶片抗氧化酶活性的变化从图2可以看出，随着盐浓度的增加，水稻叶片中SOD、POD和CAT活性呈先增加后下降的变化趋势，说明低盐胁迫可诱导水稻叶片提高SOD、POD和CAT活性.过高的盐浓度超过了水稻自身的忍耐程度，导致SOD、POD、CAT活性下降.1/2N水平培养的水稻植株在盐胁迫后体内抗氧化酶活性最强.不同处理下，九稻13号叶片中抗氧化酶活性均高于吉粳88号，说明在盐胁迫下，耐盐水稻品种比盐敏感水稻品种能保持更高的抗氧化酶活性以抵御盐害.2.3.2 叶片及根系渗透性调节物质的变化由图3可知，在盐胁迫下，叶片及根系中的渗透性调节物质可溶性糖和脯氨酸大量积累，九稻13号的可溶性糖和脯氨酸含量均高于吉粳88号.随着盐浓度的增加，可溶性糖和脯氨酸含量先增加后减少，说明盐胁迫后水稻体内迅速积累渗透性调节物质来抵御盐害，而盐浓度过高时，水稻已无法产生足够的渗透性调节物质来抵御盐害.盐胁迫后，水稻体内可溶性糖和脯氨酸含量随着供氮浓度的增加，均呈先增加后下降的变化趋势，其中以1/2N水平培养下含量最高.说明1/2N水平培养的水稻体内能积累更多的可溶性糖和脯氨酸来抵御盐害.2.3.3 叶片质膜透性的变化从图4可以看出，水稻在盐胁迫下丙二醛含量增加，膜透性也显著增加，且盐浓度越大，增加幅度越明显，九稻13号的丙二醛含量和膜透性均低于吉粳88号.与对照相比，1/2N水平培养的水稻叶片中，丙二醛含量和膜透性增加幅度最小，说明1/2N水平的处理可以降低盐胁迫对水稻叶片细胞质膜的伤害.水稻对盐害的抵御能力与环境间存在复杂的互作关系，温度、水分、光照、肥料等条件以及添加外源物质都会不同程度地影响水稻的耐盐性［15-16］.朱晓军等［17］研究表明，盐胁迫下，外源Ca2+能有效改善水稻的光合作用，使净光合速率和气孔导度增加.氮肥管理是作物养分管理中的核心内容，杜洪艳［18］认为盐胁迫下水稻幼苗对不同氮形态的养分利用具有差异性，-N高于-N时对水稻生长较有利，过高的-N则不利于水稻生长;Herralde等［19］认为，适量的氮肥有助于补偿因盐胁迫造成的离子失衡.本研究结果表明，1/2N水平培养的水稻叶片抗氧化酶活性以及脯氨酸、可溶性糖含量均高于其他供氮水平，同时膜透性和丙二醛含量也低于其他供氮水平，因此，1/2N水平营养液培养的水稻可以增强抗氧化酶活性和生成更多的渗透性调节物质来抵御盐害，从而增强其在孕穗期的抗盐能力.盐胁迫可通过限制植物的光合作用进而影响其产量.一般认为，盐胁迫导致植物光合速率降低的原因包括气孔限制因素和非气孔限制因素［20-21］.许多研究表明，盐胁迫下植物气孔发生非均匀性关闭，导致光合速率下降［5，22］.孙璐等［23］认为，NaCl胁迫下高粱幼苗光合作用下降的原因在NaCl浓度为50 mmol·L-1时是气孔限制因素，100～200 mmol·L-1时是非气孔限制因素.本研究结果则表明，低盐胁迫后，5个供氮水平培养的水稻叶片Ci均变化不大，Ls在低氮和1N水平下变化不大，在高氮水平下略有升高;中盐胁迫后，Ci在低氮和1N水平下变化不大，高氮水平下显著升高，Ls显著升高;高浓度盐胁迫后，5个氮水平处理下Ci均显著下降，且Ls显著升高;由此推测低氮水平培养的水稻植株在盐胁迫后净光合速率下降的原因是由非气孔限制因素引起的，而高氮水平下其在盐胁迫后净光合速率下降的原因还增加了气孔限制因素.同时AMC显著下降，进一步推测，盐胁迫导致水稻体内RuBP羧化酶活性下降，而这是导致净光合速率下降的非气孔限制因素，这与前人［24-26］的研究结果基本一致.本研究结果表明，低氮水平培养的水稻植株在盐胁迫后净光合速率下降的原因是由非气孔限制因素引起的，而高氮水平下在非气孔限制因素的基础上，还增加了气孔限制因素.用1/2N水平的营养液培养水稻可以提高水稻的渗透调节能力，从而增强其在孕穗期的抗盐能力.盐胁迫下，耐盐品种体内能保持较高的Pn、Gs、Tr、抗氧化酶活性以及脯氨酸和可溶性糖含量，这也是耐盐品种比盐敏感品种更能适应盐胁迫环境的生理优势.【相关文献】［1］ KOYRO H W，EISA S S.Effect of salinity on composition，viability and germination of seeds of Chenopodium quinoa Willd［J］.Plant Soil，2008，302(1/2):79-90.［2］ KOCA H，BOR M，ÖZDEMIR F，etal.The effectof salt stress on lipid peroxidation，antioxidative enzymes and proline contentof sesame cultivars［J］.Environ Exp Botany，2007，60(3):344-351.［3］梁正伟，杨福，王志春，等.盐碱胁迫对水稻主要生育性状的影响［J］.生态环境，2004，13(1):43-46.［4］ SOUSSIM，OCANA A，LLUCH C.Effects of salt stress on growth，photosynthesis and nitrogen fixation in chickpea(Cicer arietinum L.)［J］.J Exp Botany，1998，49 (325):1329-1337.［5］王仁雷，华春，刘友良.盐胁迫对水稻光合特性的影响［J］.南京农业大学学报，2002，25(4):11-14.［6］ SILVA E C，NOGUEIRA R JM C，ARAUJO F P，et al.Physiological responses to salt stress in young umbu plants［J］.Environ Exp Botany，2008，63(1/2/3):147-157.［7］ GAMETT T，CONN V，KAISER B.Root based approaches to improving nitrogen use efficiency in plants［J］.Plant，Cell and Environ，2009，32(9):1272-1283.［8］ PALFIG.A correlation between nitrogen nutrition of rice and asparagines concentration in leaves［J］.Növenyterméles，1963，12:157-168.［9］刘开力，韩航如，徐颖洁，等.外源一氧化氮对盐胁迫下水稻根部脂质过氧化的缓解作用［J］.中国水稻科学，2005，19(4):333-337.［10］黄本开，刘开力，徐晟，等.一氧化氮供体对盐胁迫下水稻幼苗叶片脂质过氧化的调节［J］.南京农业大学学报，2005，28(3):22-25.［11］ABDELGADIR EM，OKA M，FUJIYAMA H.Nitrogen nutrition of rice plants under salinity［J］.Biol 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salinity［J］.Plant Physiol，1992，99:219-226［23］孙璐，周宇飞，李丰先，等.盐胁迫对高粱幼苗光合作用和荧光特性的影响［J］.中国农业科学，2012，45(16): 3265-3272.［24］武志海，赵国臣，徐克章，等.吉林省过去47年来水稻品种遗传改良过程中叶片光合指标的变化［J］.中国水稻科学，2009，23(2):165-171.［25］徐晨，凌凤楼，徐克章，等.盐胁迫对不同水稻品种光合特性和生理生化特性的影响［J］.中国水稻科学，2013，27(3):280-286.［26］曹树青，翟虎渠，钮中一，等.不同产量潜力水稻品种的剑叶光合特性研究［J］.南京农业大学学报，2000，23 (3):1-4.。
水稻叶片高光谱响应特征及氮素估算
水稻叶片高光谱响应特征及氮素估算李永梅;张立根;张学俭【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2017(045)023【摘要】将高光谱遥感技术应用于高纬度高海拔宁夏回族自治区,探讨水稻氮素快速无损的监测方法,为科学合理地施肥提供依据.对3个不同施氮水平、5个生育期水稻叶片反射光谱的响应特征及叶片叶绿素相对含量(SPAD值)进行对比分析,将光谱及SPAD值与氮素含量进行相关分析,筛选诊断氮素含量的特征光谱并构建氮素估算模型.结果表明,随着生育期的推进,叶片光谱反射率在可见光范围内呈增加趋势,该变化特征与SPAD值变化规律基本一致,近红外区光谱反射率呈先增加后降低的规律;随氮素含量增加可见光反射率降低,近红外反射率增加,SPAD值与氮素含量呈正相关(r=0.766);各波段对氮素的光谱响应程度不同,可见光波段更敏感,原始光谱612 nm和一阶微分666 nm为特征波长;叶片氮素估算最优模型为y=9.155x1-0.111x2+0.050x3+2.102(x1、x2、x3分别为R612 nm、R666 nm、SPAD值).【总页数】4页(P210-213)【作者】李永梅;张立根;张学俭【作者单位】宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所,宁夏银川 750002;宁夏建筑科学研究院有限公司,宁夏银川750021;宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所,宁夏银川 750002【正文语种】中文【中图分类】S127;TP79;S511.06【相关文献】1.基于高光谱数据的橡胶树叶片氮素含量估算模型研究2.油菜叶片和冠层水平氮素含量的高光谱反射率估算模型3.干旱胁迫下雷竹叶片叶绿素的高光谱响应特征及含量估算4.基于高光谱的抽穗期寒地水稻叶片氮素预测模型5.基于高光谱的水稻叶片氮素营养诊断研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Na2CO3胁迫对水稻幼苗光合、荧光及抗氧化酶的影响
Na2CO3胁迫对水稻幼苗光合、荧光及抗氧化酶的影响李娇;卜宁;辛世刚;罗爽;李雪梅【期刊名称】《沈阳师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(31)4【摘要】采用不同浓度(5、10、15和20 mM) Na2CO3溶液对水稻幼苗进行胁迫处理,研究水稻光合荧光及抗氧化能力的变化情况.随Na2CO3胁迫浓度的增加,叶绿素含量、净光合速率以及水分利用效率逐渐降低;PSⅡ的潜在活性和PSⅡ最大光化学效率显著下降;超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性呈现先增加后降低的变化趋势;电导率、丙二醛以及游离脯氨酸含量均呈上升趋势;根系总吸收面积、活跃吸收面积表现为明显的下降趋势.总之,在Na2CO3胁迫下,低浓度的Na2CO3会诱导抗氧化酶活性,高浓度的Na2CO3对水稻的生长有显著的抑制作用.【总页数】5页(P556-560)【作者】李娇;卜宁;辛世刚;罗爽;李雪梅【作者单位】沈阳师范大学化学与生命科学学院,沈阳110034;沈阳师范大学化学与生命科学学院,沈阳110034;沈阳师范大学实验教学中心,沈阳110034;沈阳师范大学化学与生命科学学院,沈阳110034;沈阳师范大学化学与生命科学学院,沈阳110034【正文语种】中文【中图分类】Q943.2【相关文献】1.盐胁迫对玉米幼苗叶片光合荧光和抗氧化酶活性的影响 [J], 侯楠;宋玉伟2.模拟干旱胁迫对转 C4双基因水稻幼苗光合功能及部分抗氧化酶活性的影响 [J], 张小娟;宋涛;甄晓辉;苑中原;马静;张入峰;高志萍;吕川根;陈国祥3.不同浓度有机物料发酵流体对连作苹果幼树叶片光合荧光参数和根系抗氧化酶活性的影响 [J], 尹承苗;张先富;胡艳丽;沈向;陈学森;吴树敬;毛志泉4.外源硅对盐胁迫下棉花幼苗光合、荧光及抗氧化酶活性的影响 [J], 李笑佳;张倩;张淑英5.碱蓬内生菌EF0801对感染稻瘟病水稻幼苗抗氧化酶及叶绿素荧光的影响 [J], 单羽;任晓宁;姚禹希;李鑫;李雪梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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2015 年 8 月
农机化研究
第8 期
3 结论
1） 在实验中，阳光 4 号 6 种施氮水平下的水稻冠 层和叶片的色素具有显著的差异，色素含量随施氮水 平的提高而 增 大，二 者 存 在 显 著 的 相 关，这 为 光 谱 诊 断水稻氮素营养提供了可能。
2） 不同施氮水平下水稻冠层差异明显： 在可见光 区域，反射率随施氮水平提高而增大； 在近红外区域， 水稻抽穗期冠层光谱反射率要比拔节期冠层光谱反 射率要高。其原因可能是施氮水平高的叶面积指数 大、同位叶片厚度最大、叶绿素含量也高。
增 产 、优 化 品 质 、降 低 水 污 染 具 有 重 要 意 义 。水 稻 营 养 状 况 遥 感 诊 断 技 术 具 有 简 单 、无 损 、快 速 等 特 点 而 得 到 各
国 专 家 的 广 泛 研 究 和 应 用 。本 实 验 以 方 正 水 稻 阳 光 4 号 品 种 为 例 ，通 过 大 田 实 验 ，利 用 高 光 谱 遥 感 技 术 ，采 集 6
29． 8%［2］。如何确定合理的施肥量和施肥时期，使供
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肥与水稻 需 肥 规 律 相 一 致，是 提 高 氮 肥 利 用 率 的 关
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键 。作物氮营养状 况 的 遥 感 诊 断 技 术 由 于 具 有 简 单 、
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无损、快速、可提高氮肥利用率、节省耕作成本等特点
wswtr@ 163． com。
拔节期
7 月 10 日 － 7 月 15 日
抽穗期
7 月 25 日 － 7 月 30 日
1． 2 冠层图像采集 实验采用的是美国 Headwall 公司生 产 的 高 光 谱
·162·
2015 年 8 月
农机化研究
பைடு நூலகம்
第8 期
推扫式相 机，如 图 2 所 示。应 用 其 室 外 平 台 进 行 实 验，波段范围为 400 ～ 1 000nm。实验选择在天气晴朗 无云或少云时进行，测量时间为 10： 00 － 15： 00。为消 除部分噪声 的 影 响，在 进 行 图 像 采 集 前，需 进 行 白 板 校正以及暗电流校正。在所选择的大田观测点进行 拍照，对大田 内 小 区 进 行 推 扫 式 图 像 采 集，从 而 得 到 水稻的冠层图像。
2015 年 8 月
农机化研究
第8 期
氮素胁迫下水稻高光谱特征研究
王树文，郑博元，张长利
（ 东北农业大学 电气与信息学院，哈尔滨 150030）
摘 要： 氮 素 是 水 稻 生 长 发 育 的 一 种 大 量 必 需 元 素 ，需 及 时 准 确 地 监 控 水 稻 的 氮 营 养 状 况 。 水 稻 的 合 理 施 肥 对
取样时期
具体试验时间
分蘖期
6 月 15 日 － 6 月 20 日
收稿日期： 2014 － 10 － 29 基金项目： 国家“863 计 划”项 目 （ AA2013102303 ） ； 黑 龙 江 省 博 士 后
启动基金项目（ LBH － Q13022） 作者简介： 王树文（ 1975 － ） ，黑龙江肇东人，副教授，博士，（ E － mail）
3） 阳光 4 号不同施氮水平在 3 个时期光谱反射 曲线差异明 显，说 明 实 验 方 案 具 有 可 行 性，为 接 下 来 建立方正水稻营养诊断模型提供了基础。
参考文献：
［1］ 宿敏敏，黄珊瑜，赵光明，等． 黑龙江垦区农户水稻管理现 状与对策分析［J］． 北方水稻，2012，42（ 2） ： 28 － 33．
而得到各 国 农 学 家 的 广 泛 研 究 和 应 用［3］。 本 实 验 以
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方正水稻品种为研究对象，旨在找到适合当地水稻品
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种的冠层敏感波段，从而为今后建立营养诊断模型提
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供基础。
1 实验部分
图 1 方正水稻高光谱试验小区田间分布 Fig． 1 Distribution of rice field for hyperspectral experiment
0 引言
文章编号： 1003 － 188X（ 2015） 08 － 0162 － 04
（ 50kg / hm2 ） 、N2 （ 70kg / hm2 ） 、N3 正常 （ 纯氮 100kg / hm2 ） 、N4 （ 130kg / hm2 ） 、N5 （ 150kg / hm2 ） 。针 对 严 重
表 2 阳光 4 号 NBI 值 Talle 2 NBI of sunny 4 rice
水平Ⅰ
水平Ⅱ
水平Ⅲ
水平Ⅳ
16． 69（ N0） 18． 82（ N1）
21． 45（ N3） 21． 25（ N4）
17． 71（ N1） 17． 44（ N2）
18． 54（ N2） 19． 48（ N3）
图 3 阳光 4 号拔节期高光谱图像 Fig． 3 Hyperspectral image for elongation stage of sunny 4 rice
图 2 美国 Headwall 公司高光谱成像仪 Fig． 2 Hyperspectral camera of Headwall
1． 3 冠层光谱分析 利用 ENVI 软件，对高光谱图像进行翻转和锐化，
并对各个时期不同氮素水平的水稻冠层光谱反射率进 行提取。
2 结果与分析
2． 1 阳光 4 号拔节期不同施氮下 NBI 分析 氮平衡指数（ Nitrogen Balance Index，NBI） 是重要
［4］ Nicolsas Tremblay，Zhijie Wang，Zoran G． Cerovic． Sensing crop nitrogen status with fluorescence indicators［J］． Agronomy for Sustainable Development，2012，32（ 2） ： 451 － 464．
水平Ⅰ 19． 03（ N2） 21． 27（ N3） 21． 44（ N4） 22． 24（ N5）
续表 2
水平Ⅱ
水平Ⅲ
23． 80（ N5）
17． 44（ N3）
15． 23（ N0）
20． 94（ N4）
17． 10（ N1）
21． 16（ N5）
19． 23（ N2）
16． 32（ N0）
水平Ⅳ 23． 66（ N4） 23． 38（ N5） 15． 21（ N0） 17． 88（ N1）
断 水 稻 氮 素 营 养 水 平 的 敏 感 波 段 ，为 日 后 水 稻 冠 层 氮 素 营 养 诊 断 模 型 奠 定 基 础 。
关键词： 水稻冠层； 高光谱； 光谱反射率； 敏感波段
中图分类号： S123
文献标识码： A
DOI:10.13427/ki.njyi.2015.08.036
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2015 年 8 月
农机化研究
期，水稻已经满行，盖度已经无明显变化，但抽穗期的 叶面积指数大于拔节期叶面积指数。
第8 期
图 4 阳光 4 号分蘖期不同氮素水平的光谱反射率曲线 Fig． 4 Ｒeflectance curve of different nitrogen level for tillering stage of rice
［2］ 张福锁，王激清，张卫峰，等． 中国主要粮食作物肥料利用 率现状与提高途径［J］． 土壤学报，2008，45（ 5） ： 54 － 57．
［3］ SamborskiS M，Tremblay N，Fallon E． Strategies to Make Use of Plant Sensors – Based Diagnostic Information for Nitrogen Ｒecommendations［J］． Agronomy Journal，2009，101（ 4） ： 800 － 816．
个施 氮 水 平 的 水 稻 冠 层 水 稻 冠 层 图 像 ，测 定 水 稻 冠 层 光 谱 反 射 率 。 结 果 表 明 ： 水 稻 冠 层 反 射 率 与 不 同 氮 素 含 量
有明 显 的 相 关 性 ，从 曲 线 图 中 可 以 定 性 区 分 出 严 重 缺 氮 、正 常 施 氮 及 过 量 施 氮 。 下 一 步 将 结 合 光 谱 曲 线 找 出 诊
从图 5 可以看出： 在可见光 区 域，拔 节 期 的 反 射 率比分蘖期的差别更加明显，可以清楚地把各个氮素 水平分类。
从图 6 可以看出： 抽穗期在 近 红 外 范 围，水 稻 抽 穗期冠层光谱反射率要比拔节期冠层光谱反射率要 高； 而在可见光范围，抽穗期冠层光谱反射率要比拔 节期的冠层光谱反射率要高略高。这是因为近红外 的光谱反射率主要取决于生物量和叶面积指数，在可 见光范围主要取决于冠层叶绿素含量和盖度； 在拔节
近年来，随着水稻品种改良技术的发 展、水 稻 产 量潜力水平的提高，以及各种水稻高产栽培技术的推 广，我国水稻产量稳步提高； 但由于农民氮肥管理水 平的差异，过 量 施 肥 和 施 肥 不 足 的 现 象 并 存，施 肥 时 期不合理等 问 题 突 出，造 成 农 田 氮 肥 损 失 严 重，氮 肥 利用率低下［1］。目前，黑龙江地区水稻氮肥用量平均 为 150kg / hm2 ，氮肥利用率 18． 5% ～ 41． 8% ，平均 为