小麦渍害光谱特征分析

【作者】 熊勤学； 王晓玲；

【机构】 长江大学农学院； 主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心；

【摘要】 渍害是指在地表长期滞水或地下水位长期偏高的区域,由于土壤长时间处于水分过饱和状态而引起的土壤中水、热、气及养分状况失调,致使土壤理化特征灾变、肥力下降,从而影响作物生长,甚至危及作物存活的一种灾害现象。目前对渍害的遥感监测研究很少,而渍害光谱特征分析是大尺度渍害遥感监测的基础,本研究通过田间实验每隔2天运用FieldSpec 4 Wide-Res Field Spectrum radiometer便携式地物光谱仪观测8个品种((郑麦9023、西农223、漯6010、富麦168、鄂麦23、鄂麦19、广源11-2、农大195,其中前5个品种抗性强、后三个品种搞性差)受渍后与对照地叶片和冠层模式下的光谱特征,分析8个品种受渍与没受渍之间的光谱差异。分析结果表明:受渍后叶片光谱特征较正常叶片的差异主要表现在645-680纳米区间(红光波段),较正常值偏高;757-917纳米区间(近红外波段),较正常值偏低;1428-1456纳米区间,较正常值高;1641-1684纳米区间,较正常值低,图1为8个品种受渍与没受渍叶片模式的光谱曲线差异图:产生主要原因是渍害导致叶片叶绿素光合作用能力下降和叶片失水,水势降低引起的,建议用归一化水指数(NDWI)的差异值反映小麦受渍情况;NDWI计算公式为:NDVI=(IR-MR)/(IR+MR)(2)NDWI:归一化植被水指数IR:757-917纳米区反射率均值MR:1428-1456纳米区间反射率均同时将8个品种归一化水指数计算出来后,将每个品种对照区小麦叶片的归一化水指数减去渍害处理小麦叶片的值,得到该品种小麦受渍后叶片归一化水指数减少量,运用聚类分析,将不同日期的受渍后叶片归一化水指数减少量进行分类处理,分成三类(一类是郑麦9023、鄂麦19和漯6010三个品种,二类为富麦168、西农223和鄂麦23三个品种,三类是广源11和农大195二个品种),发现分类的结果与品种抗渍能力分类一样,说明用归一化水指数(NDWI)的差异值反映小麦抗渍能力是可行的。受渍后小麦冠层的所有波段的光谱均低于正常小麦,建议用670-2400纳米光谱的均值差异反映小麦受渍情况。本结果可用做渍害的鉴定和为渍害的遥感反演提供理论基础。更多还原