基于冠層透射微分光譜的小麥植株含水量監(jiān)測(cè)研究

周 宜，李 曉，賀 利，王洋洋，劉北城，王永華，郭天財(cái)，馮 偉

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)/國(guó)家小麥工程技術(shù)研究中心，河南鄭州 450046; 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河南鄭州 450002)

水分是作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要限制因素，是綠色植物最主要的組成成分，是作物生命活動(dòng)的基本生活因子。水分虧缺直接影響植物的生理生化過程和形態(tài)結(jié)構(gòu)，從而影響植物生長(zhǎng)、產(chǎn)量與品質(zhì)[1-4]。水資源日益短缺的國(guó)情要求我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更高效利用有限的水資源，以獲取更高的產(chǎn)量和更好的品質(zhì)。因此，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)作物水分狀況，對(duì)提高作物灌溉管理水平和水分利用效率具有重要意義。

傳統(tǒng)的作物水分檢測(cè)方法主要有三種，分別為土壤含水量法、植株形態(tài)指標(biāo)法、植株水分生理指標(biāo)法，然而這些方法在應(yīng)用時(shí)費(fèi)時(shí)耗力，難以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地提供作物需水信息，不適于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的信息化發(fā)展。隨著現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，基于木質(zhì)部“空穴現(xiàn)象”聲發(fā)射信號(hào)、冠層溫度及冠-氣溫差指標(biāo)可以預(yù)測(cè)植株含水量，指示作物水分狀況[5-7]。遙感技術(shù)的迅速發(fā)展使得植株光譜曲線成為直接探測(cè)植被水分虧缺狀況、進(jìn)而評(píng)估作物干旱程度的有效方法。由于植物冠層光譜在900、970、1 200、1 450、1 930及2 500 nm等附近存在明顯水分吸收特征，據(jù)此可構(gòu)建水分植被指數(shù)監(jiān)測(cè)植被水分狀況[8-9]。用光學(xué)遙感直接監(jiān)測(cè)植被水分狀況多基于近紅外和短波紅外波段的反射光譜信息，而這些光譜信息易受大氣、下墊面等環(huán)境因素影響，噪音較大，信號(hào)不夠穩(wěn)定，在大田開放式生長(zhǎng)條件下精確獲取的難度較大[10]。……