基于无人机多光谱遥感的水稻冠层光谱特征和氮素营养关系研究

[目的]明确华南地区籼稻主栽品种冠层光谱特征与氮素营养关系,为专家决策系统和精准施肥提供理论基础.[方法]以美香占2号(MXZ2H)和吉丰优1002(JFY1002)为试材,设置施氮0 kg/hm2(N0)、150 kg/hm2(N150)、210 kg/hm2(N210)等3个处理,采用习惯施肥法,在JFY1002中增设施氮180 kg/hm2(N180+)的水稻"三控"施肥法,研究不同施肥方式下水稻叶片光谱特征与氮素营养的关系.[结果]与N0相比,N150处理下MXZ2H和JFY1002叶片氮含量分别增加16.05％和13.76％,N210处理分别增加24.29％和25.00％.N180+处理下JFY1002叶片氮含量与N210处理相比增加18.03％.随着叶片氮含量的增加,蓝光到红光(450～650 nm)波段的叶片反射率逐渐下降,红边到近红外(730～840 nm)波段的叶片反射率逐渐增加,红光650 nm、近红外840 nm处的MXZ2H和JFY1002叶片反射率差异达显著水平.相关性分析结果表明,MXZ2H叶片氮含量与归一化植被指数(NDVI)、绿波段归一化植被指数(GNDVI)、比值植被指数(RVI)、差值植被指数(DVI)和增强型植被指数(EVI)呈正相关;JFY1002叶片氮含量与RVI、EVI、改进非线性植被指数(MNLI)、DVI和NDVI呈正相关.采用多元线性回归建立了MXZ2H和JFY1002叶片氮含量反演模型,R2分别为0.817和0.973,RE分别为8.35％和3.48％.[结论]建立了华南籼稻品种叶片氮含量反演模型,可为精准施肥作业提供理论依据和技术指导.