国家自然科学基金(30900867)
- 作品数：10 被引量：196H指数：9
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- 小麦叶绿素荧光参数叶位差异及其与植株氮含量的关系被引量：26
- 2012年
- 以中蛋白质含量小麦品种矮抗58和高蛋白质含量品种郑麦366为试验材料,2008—2010年连续2个生长季进行了施氮梯度下(0、90、180和270kghm2)的田间试验。在关键生育时期同步测定叶片荧光参数、叶和茎生物质量及氮含量,建立了基于叶位差的小麦植株氮含量荧光估算模型。结果表明,在小麦旺盛生长的拔节至孕穗期叶绿素荧光参数Fm、Fv、Fv/Fm和Fv/Fo与对应叶片氮含量的相关系数分别为0.557、0.601、0.619和0.633,均达极显著水平(P<0.01)。顶三叶间荧光参数差异较小,随施氮水平提高,顶部第4叶荧光参数与顶三叶间差异逐渐缩小,说明其对增施氮肥反应敏感。顶部第4叶与顶部第1叶间的荧光参数差异(LPD4-1)可较好拟合小麦拔节期植株氮含量变化,Fv/Fo和Fv/Fm方程决定系数R2分别为0.644(P<0.001)和0.651(P<0.001);顶部第4叶与顶部第2叶间的荧光参数差异(LPD4-2)方程拟合决定系数有所降低,分别为0.626(P<0.002)和0.592(P<0.005);而顶部第4叶与顶三叶之间的差异(LPD4-n)与小麦孕穗期植株氮含量间呈显著线性关系,其Fo、Fv和Fm方程决定系数分别为0.726(P<0.001)、0.791(P<0.001)和0.784(P<0.001)。独立数据检验结果表明,小麦拔节期对Fv/Fo和Fv/Fm的LPD4-1预测精度R2分别为0.844(P<0.001)和0.828(P<0.001),相对误差(RE)分别为13.0%和16.7%,而LPD4-2估算植株氮含量精度有所降低,R2分别为0.793(P<0.001)和0.813(P<0.001),RE分别为16.9%和18.4%。小麦孕穗期对Fv和Fm的LPD4-n预测方程的R2分别为0.831(P<0.001)和0.815(P<0.001),RE分别为13.2%和16.4%。比较而言,小麦拔节期Fv/Fo的LPD4-1和孕穗期Fv的LPD4-n可更好地用于评估不同条件下植株氮含量的变化,为施肥调控提供决策依据。
- 冯伟李晓王永华王晨阳郭天财
- 关键词：冬小麦叶位荧光参数
- 白粉病胁迫下小麦冠层叶绿素密度的高光谱估测被引量：28
- 2013年
- 为了明确病害胁迫下作物生长特征及其危害程度,基于大田小区和盆栽小麦白粉病接种试验,在病害胁迫下不同生育时期测定群体光谱及叶绿素密度。综合分析群体光谱反射率、一阶微分及传统光谱特征参数与冠层叶绿素密度间关系,建立病害叶绿素密度估算模型并检验。结果表明,随病情指数增加,叶绿素含量下降,不同感性品种均如此,对白粉病易感品种的危害较重。病害冠层叶绿素密度与红光600～630nm和红边690～718nm的反射率及红边长波段(718～756nm)的一阶微分间相关性最显著。在传统植被指数中,以SDr/SDb和VOG3为变量的估测模型拟合精度较高,决定系数R2分别为0.752和0.723,模型检验相对误差(RE)最小,RE分别为18.0%和18.6%。利用红边区域(680～760nm)波段差异特性,选取680、718和756nm波段新建红边角度指数(REAI),较传统植被指数的模型拟合精度更高,归一化角度指数NDAI(α,β)和比值角度指数RAI(α,β)的R2分别为0.783和0.776,模型检验误差更小,RE分别为16.8%和17.5%。因此,NDAI(α,β)是估测病害小麦冠层叶绿素密度的可靠指标,对利用该模型监测小麦光合潜力和病害影响评价具有积极意义。
- 冯伟王晓宇宋晓贺利王晨阳郭天财
- 关键词：光谱分析叶绿素
- 基于因子分析-BP神经网络的小麦叶片白粉病反演模型被引量：15
- 2015年
- 明确白粉病胁迫下小麦叶片受害程度并构建误差小、精度高的反演模型,是实现小麦白粉病遥感监测和精确防控的基础。基于大田小区小麦白粉病人工接种试验,采用高光谱仪测试不同白粉病危害程度下冬小麦叶片光谱反射率,利用常规光谱特征参数、比值指数和归一化指数及因子分析(factor analysis,FA)与BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)相结合的方法对小麦叶片白粉病严重度进行模型模拟并对模型拟合精度与适用性比较。结果表明:对小麦白粉病反应敏感的光谱波段为415、485~495、620~640 nm。常规光谱参数中表现较好的光谱植被指数和两波段比值及归一化植被指数的决定系数范围为0.6~0.8,均方根误差范围为8.5~11.5,其中,RI(670,855)、NDVI(680,880)、RGRcn和PSRI对白粉病反演精度及误差控制表现得相对较好。经过FA提取敏感波段的公共因子,进而利用BPNN算法进行模拟,较常规光谱参数有效提高了病情严重度的估算精度,各个测定时期模拟检验决定系数大于0.80,模型的检验均方根误差小于8.09,整个灌浆期反演模型检验的均方根误差和相对误差分别为7.84和7.56%,反演模型对小麦白粉病的整个病症期均具有很好的适用性。由此可得,基于FA-BPNN法所建立的反演模型精度高、误差小,对小麦白粉病病害时期兼容性好,研究结果对植物病害精确防控具有重要意义。
- 沈文颖李映雪冯伟张海艳张元帅谢迎新郭天财
- 关键词：神经网络光谱分析冬小麦白粉病
- 沼液与尿素配施对冬小麦光合特性及籽粒产量的影响被引量：15
- 2010年
- 2007—2009年度,在总施氮量相同的条件下,比较了沼液与尿素氮肥不同基追比对冬小麦品种温麦28光合特性及产量的影响。在基施沼液的基础上追施尿素,提高叶片PSII潜在活性(Fv/Fo)、PSII光化学最大效率(Fv/Fm)和荧光光化学猝灭系数(qP),降低荧光非光化学猝灭系数(qN),其PSII量子效率(ΦPSII)和电子传递速率(ETR)优势明显,具有较高的光合速率,尤其是基施25%沼液氮+追施75%尿素氮处理,光合功能强,籽粒产量最高,2007—2008年度达8277.90kghm-2,2008—2009年度为7318.07kghm-2。整个生育期单施沼液处理使小麦营养生长过旺,荧光参数变劣,光合速率下降,产量显著降低。单施尿素氮肥处理Fv/Fo和Fv/Fm在开花期前具有明显优势,但在开花期后不再延续前期优势,ΦPSII和ETR参数年度间存在差异,qP值持续低于基施沼液追施尿素的配施处理,而qN值表现相反,荧光参数间不够协调,产量较基施沼液追施尿素处理降低,而较单施沼液处理显著提高。
- 冯伟管涛王永华郭天财王晨阳朱云集
- 关键词：沼液尿素光合特性籽粒产量
- 基于冠层反射光谱的小麦白粉病严重度估测被引量：11
- 2013年
- 明确小麦白粉病冠层光谱敏感波段并估算病情严重度是大面积高空遥感监测小麦白粉病、实现精确防控的基础。采用人工诱发的大田、盆栽和病圃试验,测量不同生育时期对不同发病等级的小麦白粉病冠层光谱,并同步调查发病严重度。结果表明,可见光350~710 nm光谱反射率随病情加重呈上升趋势,580~710 nm为遥感监测白粉病的敏感波段,近红外波段光谱反射率在病害处理间变幅较大,且与病情严重度相关性较差。修正型病情指数较常规病情指数与对应光谱反射率的相关性显著提高。利用高光谱特征参数与白粉病严重度间的相关回归分析,红边宽度最适宜指示白粉病发生及发展态势,拟合精度（R2）为0.811,检验相对误差（RE）为17.7%,而mND705、SIPI、CTR2和TSAVI在相关分析中也表现相对较好（r〉0.6）,但由于试验间兼容性差,不宜建立统一回归方程。以相对光谱指数ΔMSAVI和ΔmND705与白粉病严重度建立的模型决定系数较高（R2〉0.76）,RE分别为18.4%和19.4%,可较好反演冠层尺度病情严重度。可见,小麦白粉病冠层光谱特征明显,建立的病害反演模型精度高,对精确防控具有应用价值。
- 冯伟王晓宇宋晓贺利王永华郭天财
- 关键词：小麦白粉病病情严重度反演模型
- 基于叶片高光谱特征的小麦白粉病严重度估算模式被引量：11
- 2015年
- 为了解白粉病胁迫下小麦叶片特征并预测其危害程度,基于大田小区和温室盆栽小麦白粉病接种试验,采用高光谱仪测定受白粉病不同程度危害的冬小麦叶片光谱反射率,并分析光谱特征参数与白粉病严重度间的关系。结果表明,随着小麦白粉病病情的加重,在可见光350-700nm波段内,叶片光谱反射率增加;而在700-1050nm近红外波段内,叶片光谱反射率明显降低。400-500nm和610-690nm为光谱敏感波段,在650-680nm波段相关系数最高（r〉0.75）。光谱参数MCARI、PSRI、VARIgreen和AI对叶片病害严重度拟合效果较好,决定系数（R^2）变化范围为0.77-0.82,标准误差为9.34-10.14。模型检验表明,小麦单叶片病害严重度超过10%时,检验结果较为理想,单叶片病害严重度低于10%时,则定量估算误差偏大,10%严重度可作为光谱法识别小麦白粉病的临界值。光谱参数MCARI和VARIgreen对小麦白粉病反应敏感,估算误差较小,可作为小麦白粉病严重度的最佳估算模型。
- 沈文颖冯伟李晓王晓宇贺利郭天财李映雪
- 关键词：冬小麦白粉病严重度
- 白粉病对冬小麦籽粒品质性状及产量的影响被引量：6
- 2014年
- 为了解小麦感染白粉病后籽粒品质及产量的变化,选用对白粉病高感的小麦品种偃展4110和中抗品种豫农416为材料,利用人工接种并结合药剂控制发病等级的方法,分析了白粉病对小麦籽粒蛋白组分、面团流变学参数及淀粉糊化特性的影响。结果表明,随白粉病病情指数的增加,小麦籽粒总蛋白质、清蛋白和麦谷蛋白含量降低,而醇溶蛋白和球蛋白含量增加,蛋白组分间不平衡加剧,同时,弱化度降低、稳定时间、粉质质量指数、拉伸曲线面积和降落值提高。病情指数增加导致峰值黏度、低谷黏度、最终黏度和反弹值降低。在产量构成因素中,白粉病对穗粒数的影响相对较小,对千粒重的影响最大,白粉病严重时,千粒重降低5~7g,偃展4110和豫农416的产量损失分别达26.2%和15.8%。
- 冯伟李晓刘万代王晓宇王晨阳郭天财
- 关键词：小麦白粉病品质性状
- 沼液追施量对小麦叶绿素荧光动力学参数及产量的影响被引量：12
- 2011年
- 为明确沼液适宜追施量,实现小麦高产优质栽培,在大田条件下研究了追施不同梯度沼液对小麦荧光特性及产量的影响。结果表明：适宜的沼液追施量（折纯氮60~120 kg/hm2）能有效地提高小麦叶片PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）、PSⅡ光化学最大效率（Fv/Fm）和荧光光化学猝灭系数（qP）,而降低荧光非光化学猝灭系数（qN）,且PSⅡ量子效率（ΦPSⅡ）和电子传递速率（ETR）优势明显,光合速率提高,较不追施沼液处理增加幅度达20%以上。沼液追施量不足或过多均不利于叶片荧光参数的改善,导致光合速率下降。追施沼液量折合纯氮60~120 kg/hm2的处理小麦产量构成因素最为协调,籽粒产量显著提高,较不追施沼液处理提高9.4%,而追施沼液过量（折纯氮180 kg/hm2）穗数和千粒重降低,产量显著下降。
- 冯伟管涛王晓宇王来刚王晨阳郭天财
- 关键词：小麦沼液荧光参数
- 小麦白粉病严重度与植株生理性状及产量损失的关系被引量：16
- 2012年
- 为了探讨植株生理危害及产量损失与小麦白粉病病害等级间的关系,以不同抗性的小麦品种为材料,分析了白粉病菌侵染后小麦植株叶绿素含量、水分含量、氮含量、叶面积指数及产量的变化。结果表明,两个不同抗性的小麦品种随着病情指数的增加,植株叶绿素含量、水分含量、氮含量、叶面积指数均表现下降趋势,白粉病对易感品种偃展4110危害较重,对中抗品种周麦18危害较轻。通过计算各生理指标损失指数发现,其与病害等级间的相关性显著高于生理指标原始测定值(水分含量除外)与病害等级间的相关性。随着接种压力的增大,病情严重度增加,小麦产量及产量因子均表现降低趋势,其中对千粒重危害最严重。利用病害累积指数能较好地预测产量损失状况,减轻生育时期和品种间差异对预测模型的影响,千粒重和产量损失方程的决定系数分别为0.891和0.852。这表明,通过田间植株病情指数动态调查,可以准确预测千粒重下降和产量损失状况。
- 王晓宇冯伟王永华侯翠翠王晨阳郭天财
- 关键词：小麦白粉病病情指数生理指标
- 沼液与化肥配施对冬小麦根际土壤微生物数量和酶活性的影响被引量：68
- 2011年
- 研究了等氮量条件下沼液与化肥配施对冬小麦根际土壤微生物(细菌、真菌和放线菌)数量及土壤酶(脲酶、蛋白酶和过氧化氢酶)活性的影响.结果表明:随着生育期的推进,不同施肥处理小麦根际土壤微生物数量和土壤脲酶、过氧化氢酶活性均呈先降后升的变化趋势,而蛋白酶活性则呈"S"形曲线变化.沼液与化肥合理配施能显著增加根际土壤微生物数量,提高土壤脲酶和蛋白酶活性,以基施50%沼液氮基础上追施50%化学氮处理和基施25%沼液氮基础上追施75%化学氮处理较好,传统尿素处理和单一沼液处理效果均较差.土壤过氧化氢酶活性以基施25%沼液氮基础上追施75%化学氮处理及单施沼液处理在所有测定时期均表现最高,其他处理在各生育时期间差异很大.沼液与尿素配合施用可以提高小麦根际土壤微生物数量和酶活性.
- 冯伟管涛王晓宇朱云集郭天财
- 关键词：冬小麦沼液化肥土壤微生物
