1、作物生產(chǎn)過(guò)程的精確管理是精確農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容之一，其核心思想是針對(duì)作物群體的差異實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)控、精確投入，以最少量的生產(chǎn)投入，產(chǎn)生最大化生產(chǎn)效益。其中作物生長(zhǎng)信息實(shí)時(shí)獲取與在線診斷是作物精確管理的依據(jù)，對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)、產(chǎn)量起著決定性的作用?；诠趯臃瓷涔庾V的作物生長(zhǎng)信息無(wú)損監(jiān)測(cè)技術(shù)是目前作物生長(zhǎng)精確管理的關(guān)鍵技術(shù)，傳感器作為感知信息的重要裝備，成為獲取作物冠層光譜信息的主要途徑和手段。但是，目前我國(guó)作物生長(zhǎng)信息的監(jiān)測(cè)主要依賴(lài)于國(guó)外進(jìn)

2、口光譜儀集中在某一地區(qū)某一生育期建立作物光譜特征和生物理化參數(shù)的模型，尚未有利用監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行系統(tǒng)性的推廣田間試驗(yàn)測(cè)試與評(píng)價(jià)，難以有效滿足作物生產(chǎn)精確管理需要。
　　本研究運(yùn)用CGMD302作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷儀進(jìn)行了稻麥田間測(cè)試，并評(píng)價(jià)了儀器的性能。主要完成以下工作:
　　(1)利用CGMD302作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷儀在蘇州吳江、江西及如皋、徐州對(duì)不同施氮水平的稻麥冠層光譜進(jìn)行了測(cè)試，研究發(fā)現(xiàn)兩個(gè)波段的反射率的大小為R815＞R730

3、，且紅邊波段730nm的光譜反射率隨施氮水平的增加而降低，而近紅外波段815nm的光譜反射率則隨著施氮水平的增加呈上升趨勢(shì)。在同一波段的相同氮素處理下，稻麥品種間冠層光譜反射率在5％水平下無(wú)顯著差異。通過(guò)不同稻麥品種冠層反射光譜隨生育時(shí)期和施氮量的差異分析的結(jié)果表明，在近紅外波段815nm，稻麥品種間的冠層光譜反射率差異很大，而在紅邊波段730nm的反射率差異較小;稻麥冠層光譜植被指數(shù)隨著生育進(jìn)程逐漸增大，到抽穗期達(dá)到最大值，之后逐漸減

4、小。通過(guò)不同氮素處理稻麥冠層反射光譜隨生育時(shí)期變化的差異分析的結(jié)果表明，稻麥冠層光譜反射率在近紅外波段815nm隨著施氮量的增加表現(xiàn)出較大差異，在抽穗期達(dá)到最大值，而在紅邊波段730nm的反射率差異較小，在抽穗期達(dá)到最小值;稻麥冠層光譜植被指數(shù)在不同氮素處理下隨著生育進(jìn)程逐漸增大，在抽穗期達(dá)到最大值，之后逐漸減小。表明監(jiān)測(cè)儀有助于實(shí)現(xiàn)稻麥不同株型和葉色品種的識(shí)別與分類(lèi)。
　　(2)通過(guò)兩年蘇州吳江水稻田間小區(qū)試驗(yàn)，得到基于CGMD

5、302作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷儀的水稻冠層光譜歸一化植被指數(shù)與3個(gè)農(nóng)學(xué)參數(shù)LNC、LAI、LDW之間的擬合方程的決定系數(shù)(R2)分別為0.7665、0.7918、0.8181;比值植被指數(shù)與3個(gè)農(nóng)學(xué)參數(shù)LNC、LAI、LDW之間的擬合方程的決定系數(shù)(R2)分別為0.7218、0.7799、0.8222;差值植被指數(shù)與3個(gè)農(nóng)學(xué)參數(shù)LNC、LAI、LDW之間的擬合方程的決定系數(shù)(R2)分別為0.6548、0.7849、0.8466。并用第二年的獨(dú)立

6、試驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)了試驗(yàn)1所提出的由歸一化植被指數(shù)和農(nóng)學(xué)參數(shù)擬合的方程，發(fā)現(xiàn)葉片氮含量、葉片干重、葉面積指數(shù)的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值之間的決定系數(shù)(R2)分別達(dá)到了0.7361、0.67、0.7656，均方根誤差（RMSE）分別為0.2635、0.0464、0.5554，平均相對(duì)誤差（RE）分別為0.0943、0.1625、0.1012，經(jīng)獨(dú)立試驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)表明其具有較好的檢驗(yàn)結(jié)果。表明CGMD302作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷儀對(duì)水稻農(nóng)學(xué)參數(shù)具有良好的監(jiān)測(cè)性能

7、，可行性較好。
　　(3)通過(guò)江西和蘇州吳江兩個(gè)示范點(diǎn)的水稻田間試驗(yàn)，綜合起來(lái)分析得到冠層光譜歸一化植被指數(shù)與4個(gè)農(nóng)學(xué)參數(shù)LNC、LNA、LAI、LDW之間的擬合方程的決定系數(shù)(R2)分別為0.6497、0.8394、0.6964、0.7014;比值植被指數(shù)與4個(gè)農(nóng)學(xué)參數(shù)LNC、LNA、LAI、LDW之間的擬合方程的決定系數(shù)(R2)分別為0.6299、0.7477、0.6451、0.6858。同時(shí)將這兩個(gè)示范點(diǎn)的水稻品種按照株型類(lèi)

8、別不同進(jìn)行分類(lèi)，分析了不同株型水稻品種葉片農(nóng)學(xué)參數(shù)與植被指數(shù)之間的關(guān)系，結(jié)果表明歸一化植被指數(shù)與農(nóng)學(xué)參數(shù)建立的擬合方程的決定系數(shù)比不同示范點(diǎn)建立的決定系數(shù)要高，比值植被指數(shù)與農(nóng)學(xué)參數(shù)建立的擬合方程的決定系數(shù)反而比不同示范點(diǎn)建立的決定系數(shù)要低。因此，對(duì)于建立不同示范點(diǎn)的光譜監(jiān)測(cè)模型采用分不同株型的方法具有一定的應(yīng)用價(jià)值和可行性。顯示了監(jiān)測(cè)儀良好的田間測(cè)試能力和多指標(biāo)預(yù)測(cè)能力，研究結(jié)果說(shuō)明監(jiān)測(cè)儀具有較高的穩(wěn)定性和精確性。
　　(4)通

9、過(guò)如皋和徐州兩地小麥田間試驗(yàn)，不僅建立了基于CGMD302作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷儀的兩波段光譜植被指數(shù)與小麥農(nóng)學(xué)參數(shù)之間的光譜估算模型，還用試驗(yàn)5的試驗(yàn)資料對(duì)試驗(yàn)4所提出的由歸一化植被指數(shù)和農(nóng)學(xué)參數(shù)擬合的方程進(jìn)行測(cè)試及檢驗(yàn)，驗(yàn)證結(jié)果顯示，LNC、LDW、LAI的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值之間的決定系數(shù)(R2)分別達(dá)到了0.6382、0.763、0.7205，均方根誤差（RMSE）分別為0.7754、0.1309、0.7383，平均相對(duì)誤差(RE)分別為0