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        基于無(wú)人機(jī)多光譜表型分析評(píng)價(jià)冬小麥水氮利用效率

        2022/9/1
        基于無(wú)人機(jī)的遙感技術(shù)是一種很有前景的非破壞性和高通量作物水氮效率評(píng)估方法。利用無(wú)人機(jī)分別在兩個(gè)地點(diǎn)對(duì)3種小麥基因型進(jìn)行了4種水分(T0 = 0mm,T1 = 80mm,T2 = 120mm,T3 = 160mm)和4種氮(T0 = 0,T1 = 120kg ha-1,T2 = 180kgha-1,T3 = 240kg ha-1)處理的田間試驗(yàn)。同時(shí),還測(cè)量了水和氮指標(biāo)(如生物量和氮含量)的地面破壞性數(shù)據(jù),以驗(yàn)證空中監(jiān)視結(jié)果。利用UAV記錄了紅色歸一化差值植被指數(shù)(RNDVI)、綠色歸一化差值植被指數(shù)(GNDVI)、歸一化差值紅邊指數(shù)(NDRE)、紅邊葉綠素指數(shù)(RECI)和歸一化綠紅差值指數(shù)(NGRDI)等多光譜特征,其高r值可達(dá)0.90。根據(jù)生物量(WUE.BM)計(jì)算的水分利用效率(WUE) R2 = 0.69 ~ 0.89,谷物產(chǎn)量(WUE.GY) R2 = 0.80 ~ 0.86, NGRDI被認(rèn)為是最有效的無(wú)損指標(biāo)。RNDVI較好地預(yù)測(cè)了由植物樣品氮含量(NUE.NC)計(jì)算出的氮利用效率的表型變異,R2值較高,在0.72 ~ 0.94之間,而NDRE預(yù)測(cè)NUE.NC和NUE.GY的一致性均在0.73至0.84之間,且均方根誤差低。


        水氮利用率表型的試驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和無(wú)人機(jī)平臺(tái)。

        基于無(wú)人機(jī)的遙感結(jié)果表明,處理T2在120mm的水和180kg ha-1的氮供應(yīng)試驗(yàn)中是最佳的水和氮吸收高GY的最合適劑量。在三個(gè)品種中,中麥895在水和氮處理中的WUE和NUE效率較高。


        供水處理下的多光譜性狀(A) RNDVI、(B) GNDVI、(C) NDRE、(D) RECI、(E)生物量(WU.BM)和籽粒產(chǎn)量(WU.GY)估算的NGRDI和水分利用率測(cè)定結(jié)果的系數(shù)。


        氮供應(yīng)處理下的多光譜性狀(A) RNDVI、(B) GNDVI、(C) NDRE、(D) RECI、 (E)氮含量(NUE,NC)和籽粒產(chǎn)量(WU.GY)估算的NGRDI和氮利用率測(cè)定結(jié)果的系數(shù)。
        綜上所示,無(wú)人機(jī)可用于預(yù)測(cè)整個(gè)季節(jié)的WUE和NUE時(shí)間序列,以選擇優(yōu)良的基因型,并在不同的氮和水劑量下監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的效率。
        來(lái)源:Front. Plant Sci.Assessment of Water and Nitrogen Use Efficiencies Through UAV-Based Multispectral Phenotyping in Winter Wheat.Mengjiao Yang, Muhammad Adee Hassan, Kaijie Xu, Chengyan Zheng, Awais Rasheed, Yong Zhang, Xiuliang Jin, Xianchun Xia, Yonggui Xiao and Zhonghu He.
        https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00927
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