本文研究了利用高光譜對微生物復(fù)墾中植物及其根際土壤理化參數(shù)反演的特性，探尋利用高光譜數(shù)據(jù)監(jiān)測微生物復(fù)墾敏感指標(biāo)的可行性。掌握了菌根真菌在各生長期對大豆葉片和根際土壤養(yǎng)分的影響規(guī)律。通過分析不同處理植物葉片、根際土壤光譜的差異，明確植物葉片和土壤光譜對于菌根效應(yīng)的敏感波段及其影響因素，構(gòu)建植物葉片和根際土壤理化參數(shù)的高光譜反演模型。結(jié)果表明，菌根與根瘤菌等其他微生物的聯(lián)合應(yīng)用促進了大豆的生長，對土壤具有改良作用。菌根對植物和根際土壤養(yǎng)分的增效作用影響植物葉片和根際土壤的反射光譜，揭示了菌根真菌、植物葉片及根際土壤理化特性的各參數(shù)指標(biāo)與相應(yīng)光譜響應(yīng)特征之間的聯(lián)系。葉綠素、氮、磷和水分是反映菌根對植物生化參數(shù)影響的主要指標(biāo)，可通過對這些指標(biāo)的高光譜反演，在總體上把握菌根對植物生長的促進作用。應(yīng)用高光譜數(shù)據(jù)對微生物復(fù)墾植物及其土壤理化參數(shù)進行快速、準確的估測，進而實現(xiàn)對微生物復(fù)墾效果進行無損、高效的監(jiān)測和評價是可行和有效的。 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
詳細摘要
Detailed Abstract
1 引言
    1.1 研究背景和意義
    1.2 微生物復(fù)墾對植物生物理化參數(shù)的影響及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 叢枝菌根對植物磷、鉀元素含量的影響
        1.2.2 叢枝菌根對植物氮素含量的影響
        1.2.3 叢枝菌根對植物水分的影響
    1.3 叢枝菌根對植物根際環(huán)境的影響及研究現(xiàn)狀
    1.4 叢枝菌根真菌與其他微生物聯(lián)合作用的研究現(xiàn)狀
    1.5 高光譜遙感對植物生物理化參數(shù)的監(jiān)測及研究現(xiàn)狀
        1.5.1 基于高光譜的植物氮素含量監(jiān)測
        1.5.2 基于高光譜的植物磷、鉀含量監(jiān)測
        1.5.3 基于高光譜的植物水分監(jiān)測
        1.5.4 基于高光譜的植物葉綠素含量監(jiān)測
    1.6 高光譜遙感對土壤理化參數(shù)的監(jiān)測及研究現(xiàn)狀
        1.6.1 基于高光譜的土壤氮磷鉀含量監(jiān)測
        1.6.2 基于高光譜的土壤水分監(jiān)測
    1.7 研究思路和研究內(nèi)容
        1.7.1 研究思路
        1.7.2 研究內(nèi)容
        1.7.3 技術(shù)路線
2 實驗設(shè)計與測定方法
    2.1 材料與方法
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗設(shè)計與管理
        2.1.3 光譜測量儀器與光譜測定方法
        2.1.4 菌根指標(biāo)的測定
        2.1.5 大豆葉片生理參數(shù)的測定
        2.1.6 根際土壤理化參數(shù)的測定
        2.1.7 數(shù)據(jù)分析
    2.2 光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理及分析
        2.2.1 微生物復(fù)墾植物葉綠素含量的高光譜反演
        2.2.2 微生物復(fù)墾植物葉片及根際土壤水分含量的高光譜反演
        2.2.3 微生物復(fù)墾植物葉片及根際土壤氮磷鉀含量的高光譜反演
    2.3 光譜處理、分析所使用的方法和公式
        2.3.1 光譜反射率數(shù)據(jù)變換公式
        2.3.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        2.3.3 包絡(luò)線去除法
        2.3.4 逐步回歸分析法
        2.3.5 光譜波段對菌根效應(yīng)的敏感度分析
        2.3.6 J-M 距離計算方法
3 微生物復(fù)墾對大豆生長和根際土壤的影響
    3.1 不同處理對菌根指標(biāo)的影響
        3.1.1 不同處理對菌根侵染率的影響
        3.1.2 不同處理對根外菌絲密度的影響
    3.2 不同處理對大豆生長的影響
        3.2.1 不同處理對大豆生物量的影響
        3.2.2 不同處理對大豆葉綠素含量的影響
        3.2.3 不同處理對大豆葉片水分含量的影響
        3.2.4 不同處理對大豆葉片氮（TN）含量的影響
        3.2.5 不同處理對大豆葉片全磷（TP）含量的影響
        3.2.6 不同處理對大豆葉片全鉀（TK）含量的影響
        3.2.7 不同處理對大豆葉片鎂含量的影響
        3.2.8 不同處理對大豆葉片鋅含量的影響
    3.3 植物葉片生化參數(shù)的主成分分析
    3.4 不同處理對根際土壤理化參數(shù)的影響
        3.4.1 不同處理對基質(zhì)中 pH 值和電導(dǎo)率的影響
        3.4.2 不同處理對大豆根際土壤含水量的影響
        3.4.3 不同處理對大豆根際土壤速氮（N）含量的影響
        3.4.4 不同處理對大豆根際土壤速效磷（P）含量的影響
        3.4.5 不同處理對大豆根際土壤速效鉀（K）含量的影響
    3.5 小結(jié)
4 微生物復(fù)墾對大豆葉片和根際土壤光譜的影響
    4.1 不同處理對大豆葉片反射光譜的影響
        4.1.1 不同處理大豆葉片光譜反射率的差異
        4.1.2 不同處理大豆葉片反射光譜對菌根效應(yīng)的敏感性分析
    4.2 不同處理對大豆根際土壤反射光譜的影響
        4.2.1 不同處理大豆根際土壤光譜反射率的差異
        4.2.2 不同處理大豆根際土壤反射光譜對菌根效應(yīng)的敏感性分析
    4.3 構(gòu)建光譜指數(shù)監(jiān)測菌根效應(yīng)
        4.3.1 特征波段選擇與指數(shù)設(shè)計
        4.3.2 菌根效應(yīng)識別與驗證
    4.4 小結(jié)
5 微生物復(fù)墾大豆葉綠素含量的高光譜反演
    5.1 不同處理對大豆可見光波段光譜的影響
        5.1.1 不同處理大豆原始光譜可見波段差異比較
        5.1.2 不同處理大豆一階微分光譜特征差異比較
    5.2 大豆葉綠素含量的高光譜反演
        5.2.1 大豆葉綠素含量與光譜變量的相關(guān)分析
        5.2.2 基于光譜指數(shù)的高光譜反演模型建立與檢驗
    5.3 小結(jié)
6 微生物復(fù)墾大豆葉片及根際土壤水分含量的高光譜反演
    6.1 微生物復(fù)墾大豆葉片水分含量的高光譜反演
        6.1.1 不同處理對大豆葉片光譜反射率的影響
        6.1.2 大豆葉片反射光譜與葉片含水量的關(guān)系
        6.1.3 已知植被水分指數(shù)與大豆葉片含水量的相關(guān)關(guān)系
        6.1.4 大豆葉片含水量與全波段組合指數(shù)的相關(guān)關(guān)系
        6.1.5 光譜指數(shù)模型的建立
        6.1.6 模型檢驗
    6.2 微生物復(fù)墾大豆根際土壤水分含量的高光譜反演
        6.2.1 不同處理大豆土壤反射光譜與土壤水分含量的關(guān)系
        6.2.2 反演模型的建立
        6.2.3 模型檢驗
    6.3 小結(jié)
7 微生物復(fù)墾大豆葉片及根際土壤營養(yǎng)元素的高光譜反演
    7.1 微生物復(fù)墾大豆葉片氮素含量的高光譜反演
        7.1.1 大豆氮含量估測常用光譜指數(shù)
        7.1.2 大豆葉片反射率與葉片 TN 含量的關(guān)系
        7.1.3 基于光譜指數(shù)反演模型的比較分析
        7.1.4 模型檢驗
    7.2 微生物復(fù)墾對大豆葉片磷鉀含量的高光譜反演
        7.2.1 葉片 TP 和 TK 含量與光譜反射特征的相關(guān)性分析
        7.2.2 反演模型的建立
        7.2.3 模型檢驗
    7.3 微生物復(fù)墾大豆根際土壤氮含量的高光譜反演
        7.3.1 微生物復(fù)墾大豆根際土壤速 N 含量與光譜反射特征的相關(guān)性分析
        7.3.2 反演模型的建立
        7.3.3 模型檢驗
    7.4 微生物復(fù)墾大豆根際磷鉀含量的高光譜反演
        7.4.1 根際土壤 P、K 含量與光譜反射特征的相關(guān)性分析
        7.4.2 反演模型的建立
        7.4.3 模型檢驗
    7.5 小結(jié)
8 結(jié)論與展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 本文創(chuàng)新點
    8.3 研究展望
參考文獻
致謝
作者簡介
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
在學(xué)期間參加科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于高光譜數(shù)據(jù)的果樹理化性狀信息提取研究[D]. 邢東興.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009



本文編號：3013372