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地物光谱仪应用——干旱胁迫下的水稻反射率表现

水资源短缺是制约农业发展的全球性难题,近些年全球水资源供需矛盾日益突显。在中国,43%的土地是干旱和半干旱地区,同时,由于水资源在时间和空间上分布不均匀,水资源供求矛盾越来越突出,成为影响中国农业生产的主要危机之一。

 

21世纪以来,中国每年都会发生大范围的干旱,这是一个普遍的现象。2010年,中国西南部遭遇旱灾,影响近500000hm2的作物,造成190多亿的经济损失。水稻是中国的粮食作物,研究不同类型的旱灾对水稻的影响,开发水稻抗旱品种,对我国农业生产具有重要意义。

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为了研究自然条件下各种地物和环境的可见性、近红外光谱,需要配备适合遥感领域的地物光谱仪。在户外,地物光谱仪主要采用太阳辐射作为照明光源,利用地物光谱仪的响应定标数据可以测量和获得光谱辐射,通过漫反射参考板的对比测量可以获得地面目标的光谱信息。

 

检查过程和结果。

为了研究不同干旱威胁下水稻基本型的表现,测量了10种不同程度干旱威胁下水稻的相对含水率。

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旱灾对水稻反射性的影响主要有两个方面。

1、吸水特征峰1400nm1900nm随着稻田含水量的下降逐渐减弱,提高了近红外线的反射率。

2、随着波长从350~700nm下降到350~700nm,在叶绿素AB的吸收范围内,反射率也发生了类似的变化。

2、随着RWC的减少,1400~1925奈米波长向短波方向移动时,反射率增加

4810-1350nm的海绵肉散射也呈现同样的趋势,即随着射频强度的降低,反射率增加。

 

结果显示,1100~2500nm波段叶片吸水能力强,RWC降低时,叶片枯萎以新鲜水为主,干物质次之,蛋白质、木素和纤维素含量低,叶片枯萎更明显。

 

研究结果表明,不同干旱威胁下的稻谱反射特征具有明显的规律性。因此,可据特征位置的不同,可以建立预测模型,通过正确的模型分析,定量分析水稻的水分和干旱威胁程度,开发抗干旱性强的品种,为中国农业生产做出贡献。



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