本文關鍵詞：基于多元分析的冬小麥凍害高光譜定量監(jiān)測研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本試驗以強冬性冬小麥品種晉太182為研究對象,利用可移動式制冷設備對拔節(jié)期冬小麥進行不同程度的凍害處理,測定凍后不同天數(shù)冠層高光譜反射率和主要農(nóng)學參數(shù)并分析其變化規(guī)律,利用主成分分析方法建立凍害綜合評價指標(FICEI),并運用偏最小二乘法和逐步多元線性回歸(PLS-SMLR)分析方法構(gòu)建冬小麥凍害程度的定量監(jiān)測模型。結(jié)果表明：1、不同凍害處理后,冬小麥各農(nóng)學參數(shù)都發(fā)生了較顯著的變化。與對照相比,除POD、SOD和MDA表現(xiàn)為升高外,其余農(nóng)學參數(shù)都出現(xiàn)了不同程度的下降,且隨著凍后天數(shù)的增加差異逐漸縮小。2、農(nóng)學參數(shù)之間的相關性分析結(jié)果表明各農(nóng)學參數(shù)之間提供的凍害信息存在重疊現(xiàn)象,因此結(jié)合主成分分析方法,提取4個互不相關的凍害綜合評價主成分,其含有原始變量88%的信息,根據(jù)各主成分的權(quán)重得到凍害綜合評價指標(FICEI)表達式。3、通過冬小麥FICEI的聚類分析,冬小麥的凍害程度整體上可分為4類,即未受凍害、輕度凍害、中等凍害和嚴重凍害,結(jié)合冬小麥凍害處理凍后大田觀察結(jié)果,可知FICEI值的大小可以較好的評價冬小麥受凍害影響的程度。當FICEI的監(jiān)測值1.578時,冬小麥未受凍害;當0.388FICEI監(jiān)測值1.578時,表明冬小麥遭受-2℃或-4℃短時間凍害,冬小麥受到輕微凍害;當-0.128FICEI監(jiān)測值0.388時,表明冬小麥遭受-6℃短時間或-4℃較長時間凍害,冬小麥受到中度凍害;當FICEI監(jiān)測值-0.128時,表明冬小麥遭受-6℃較長時間凍害,冬小麥受到嚴重凍害。4、不同凍害處理,冬小麥光譜曲線變化規(guī)律基本一致,可見光區(qū)域隨冬小麥生育時期的推進表現(xiàn)為先降低后升高的趨勢,而近紅外區(qū)域則表現(xiàn)相反的趨勢。不同凍害處理冬小麥高光譜反射率曲線在可見光區(qū)域差異不明顯,但在近紅外區(qū)域除C1與對照表現(xiàn)為差異不顯著外,其余都表現(xiàn)為顯著升高,且與凍害程度成正相關,這一差異隨著凍后天數(shù)的增加逐漸縮小。冬小麥冠層一階微分光譜曲線都具有兩個反射峰和一個吸收谷,且紅邊輻值與凍害程度成正相關。此外,凍害處理后紅邊位置有向著短波方向移動的趨勢,即“紅邊藍移”現(xiàn)象。5、冬小麥FICEI的光譜敏感波段區(qū)域為429-473 nm、519-584 nm、658-750 nm和1139-1350 nm,所構(gòu)建的冬小麥FICEI值定量監(jiān)測模型R2達到0.677,均方根誤差為0.337,且驗證模型R2為0.804,均方根誤差為0.127,表明基于PLS-SMLR方法構(gòu)建的冬小麥FICEI值定量監(jiān)測模型預測效果較好。
【關鍵詞】：凍害 冬小麥 農(nóng)學參數(shù) 多元分析 高光譜 監(jiān)測模型
【學位授予單位】：山西農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S512.11;S426
【目錄】：

• 摘要7-9
• 1 引言9-13
• 1.1 低溫對作物生長發(fā)育的影響9-11
• 1.1.1 低溫對植物細胞膜系統(tǒng)的影響9-10
• 1.1.2 低溫對作物抗氧化酶活性的影響10
• 1.1.3 低溫對作物光合作用的影響10-11
• 1.2 主成分分析在作物綜合評價方面的研究進展11
• 1.3 國內(nèi)外凍害遙感監(jiān)測研究進展11-13
• 1.3.1 植被指數(shù)差值法11-12
• 1.3.2 最低溫度反演法12
• 1.3.3 高光譜監(jiān)測方法12-13
• 1.4 研究目的與意義13
• 2 材料與方法13-20
• 2.1 試驗設計13-14
• 2.2 測定指標與方法14-17
• 2.2.1 冠層光譜測定14
• 2.2.2 株高的測定14
• 2.2.3 葉面積指數(shù)的測定14
• 2.2.4 地上生物量的測定14-15
• 2.2.5 抗氧化酶活性的測定15-16
• 2.2.5.1 過氧化物酶(POD)活性的測定15
• 2.2.5.2 超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定15-16
• 2.2.6 丙二醛含量的測定16
• 2.2.7 光合指標的測定16-17
• 2.2.7.1 葉綠素含量的測定16
• 2.2.7.2 光合參數(shù)的測定16-17
• 2.3 數(shù)據(jù)處理17-19
• 2.3.1 高光譜數(shù)據(jù)處理17
• 2.3.2 農(nóng)學參數(shù)數(shù)據(jù)處理及分析17
• 2.3.3 凍害定量監(jiān)測模型的構(gòu)建和驗證17-19
• 2.3.3.1 偏最小二乘回歸(PLSR)17-18
• 2.3.3.2 多元逐步線性回歸(SMLR)18
• 2.3.3.3 模型的驗證18-19
• 2.4 技術(shù)路線19-20
• 3 結(jié)果與分析20-35
• 3.1 凍害后冬小麥主要農(nóng)學參數(shù)的變化20-27
• 3.1.1 株高的變化20
• 3.1.2 葉面積指數(shù)的變化20-21
• 3.1.3 地上生物量的變化21-22
• 3.1.4 抗氧化酶活性的變化22-23
• 3.1.5 丙二醛(MDA)含量的變化23-24
• 3.1.6 光合指標的變化24-27
• 3.1.6.1 葉綠素含量的變化24-25
• 3.1.6.2 光合參數(shù)的變化25-27
• 3.2 冬小麥凍害綜合評價指標的構(gòu)建27-30
• 3.2.1 冬小麥主要農(nóng)學參數(shù)的相關性分析27
• 3.2.2 冬小麥主要農(nóng)學參數(shù)的主成分分析27-29
• 3.2.3 冬小麥凍害程度的分級評價29-30
• 3.3 冬小麥冠層高光譜響應特征30-33
• 3.3.1 不同生育時期冬小麥冠層原始光譜響應特征30-31
• 3.3.2 不同凍害處理冬小麥冠層原始光譜響應特征31-32
• 3.3.3 不同凍害處理冬小麥冠層一階微分光譜響應特征32-33
• 3.4 冬小麥凍害程度的高光譜定量監(jiān)測33-35
• 3.4.1 基于PLS的冬小麥凍害綜合評價值的光譜敏感波段提取33-35
• 3.4.2 基于SMLR的冬小麥凍害綜合評價值監(jiān)測模型的構(gòu)建35
• 3.4.3 冬小麥凍害綜合評價值監(jiān)測模型的驗證35
• 4 結(jié)論與討論35-39
• 4.1 結(jié)論35-37
• 4.2 討論37-39
• 參考文獻39-43
• Abstract43-45
• 致謝45

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