基于主动式传感器的冬小麦氮素营养诊断研究

【作者】 江杰； 刘小军； 曹强； 田永超； 朱艳； 曹卫星；

【机构】 南京农业大学/国家信息农业工程技术中心/农业农村部作物系统分析与决策重点实验室/江苏省信息农业重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心；

【摘要】 【研究背景】精确氮肥管理依赖于作物氮素营养状况的快速准确诊断,临界氮浓度稀释曲线是作物临界氮浓度(Nc:作物获得最大干物质所需的最小氮浓度)与植株干物质的幂函数关系,已被作为诊断工具广泛应用于作物氮素营养诊断中。【材料与方法】于2015—2019年开展涉及7个冬小麦品种和5个施氮水平处理的田间小区试验,在小麦生长关键生育期采用主动式传感器RapidSCAN CS-45 (Holland Scientific Inc., Lincoln, NE, USA)获取试验区冬小麦冠层光谱数据,同步取样并测定植株干物质量及氮含量等农学参数,应用归一化红边差值指数NDRE替代植株干物质构建冬小麦临界氮稀释曲线模型,并建立诊断模型。【结果与分析】基于NDRE的临界氮稀释曲线模型为Nc=0.90NDRE-0.88,当NDRE≤0.19时,Nc为恒定值3.81%,模型决定系数R2为0.76。基于此模型建立了两种氮营养指数NNI诊断模型,经独立试验数据的检验结果表明:两种诊断模型在小麦氮素营养诊断关键期拔节期的R2为0.81,相对均方根误差RRMSE分别为16.08%,16.22%;在孕穗期的R2为0.86,RRMSE分别为15.24%,15.38%。【结论】基于NDRE的临界氮稀释曲线模型能够作为一种更加便捷的工具确定植株临界氮浓度,NNI诊断模型能够无损有效的诊断小麦氮素营养状况。更多还原