基于高光谱遥感的小麦冠层叶片色素密度监测

作物叶片色素状况是评价植株光合效率和营养胁迫的重要指标，冠层叶片色素密度(单位土地面积叶片色素总量)的实时无损监测对作物生长诊断、产量估算及氮素管理具有重要意义。以包括不同品质类型（高蛋白、中蛋白和低蛋白）的多个小麦品种在不同施氮水平下的连续2a大田试验为基础，研究了小麦叶片色素密度与冠层高光谱参数的定量关系。结果表明，叶片色素（叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素）密度随施氮水平增加而提高，不施氮处理的叶片色素密度随生育进程而下降，施氮处理的叶片色素密度呈单峰曲线，品种间存在明显差异。群体叶片色素密度的敏感波段主要分布在可见光区，而红边区域导数光谱表现更显著。光谱参数vog2、vog3、rvi(810,560)、sre/sbe和sdr/sdb等与叶绿素密度关系较为密切，线性方程决定系数r2均在0.858以上，而与类胡萝卜素密度关系减弱，决定系数r2低于0.780，且参数间差异较小。经独立试验资料的检验表明，vog2、vog3、sre/sbe和sdr/sdb对不同色素的估测结果较好，预测相对误差re低于17.6%，虽然对叶绿素b的准确性稍低。总体上，光谱参数vog2、vog3、sre/sbe和sdr/sdb与小麦群体叶片色素密度关系密切，特别是对叶片叶绿素a和叶绿素a+b的密度可以进行准确可靠的实时监测。