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加工番茄氮素营养快速诊断方法的研究

李艳

加工番茄氮素营养快速诊断方法的研究

李艳1
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作者信息

  • 1. 石河子大学
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摘要

通过盆栽和大田试验,研究了采用数码相机近地面影像分析监测加工番茄生长状况以及诊断氮素营养状况的可行性与精确性,进一步探索应用数码相机进行加工番茄氮营养诊断的方法和途径,初步建立图像分析光谱参数与加工番茄生物学参数和氮素营养状况的关系,筛选并提出加工番茄冠层颜色参量的氮素营养诊断指标和诊断模型。同时采用叶绿素仪(SPAD-502)和高光谱技术进行了加工番茄氮素快速营养诊断并与计算机视觉技术氮素营养诊断进行了比较研究。主要研究结果与结论如下: 1、为确保获取图片的质量和图像处理的精确度,应用图像分析技术进行加工番茄氮素营养诊断需要选择最佳的冠层影像获取条件。本研究表明选择灌水前晴朗无云的正午时分获取图片质量较高,选择相机分辨率2048×1536像素较好。 2、不同氮肥水平下加工番茄叶面积指数、生物量与特征光谱参数地面覆盖度(PGCV)的动态变化趋势相一致,同时PGCV与生物学参数(株高、茎粗、叶面积、干物质量、经济产量)的相关性都表现为0.9以上,为极显著直线或曲线的相关,研究结果证明,地面覆盖度能很好的监测加工番茄生长量,预测生物量、叶面积和经济产量。 3、应用叶绿素仪SPAD-502测定各生育期叶片叶绿素相对含量,通过分析SPAD值与叶绿素含量之间相关性,发现二者相关系数表现出0.7以上,为极显著直线相关关系,进一步分析了绿色深度值DGCI和颜色特征参量与SPAD读数值之间的相关关系,其相关性都达到了0.7以上,为显著和极显著相关,分析结果表明,可以利用图像分析技术提取特征光谱参量评价加工番茄功能叶叶片的叶绿素含量和氮素含量。 4、加工番茄冠层反射率在550nm处出现一个反射峰,且在可见光波段各处理间表现出显著差异,在480-560nm的反射区域,冠层反射率与植株全氮含量高度相关,归一化植被指数NDVI与氮素营养指标有很好的相关性,与数字化光谱特征参数地面覆盖度(PGCV)和绿色深度指数(DGCI)相关系数达到0.7以上,为极显著相关,NDVI与颜色特征参量也有很好的相关性,从而证明了利用数字化图像分析技术在进行加工番茄的氮素营养诊断时同样具有精确性。 5、不同氮素水平下加工番茄冠层特征光谱参量和地面覆盖度PGCV与氮素营养指标之间有很好的相性,光谱参数PGCV与单株氮素积累量的相关系数达到0.9以上,并且有相当一部分的光谱特征参量与氮营养指标之间有显著和极显著相关关系,根据相关性最好的原则,筛选出诊断指标并建立起各生育期叶片氮素含量的估算模型,经模型校验,具有较高估算率。进一步对提取特征光谱参数利用逐步回归的方法进行二次筛选,最后提出表征加工番茄氮素营养的颜色特征参量,并建立应用图像分析技术进行加工番茄各生育时期氮营养含量和产量的预测模型。

关键词

番茄/氮素营养/诊断方法/计算机视觉技术

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授予学位

硕士

学科专业

作物栽培与耕作学

导师

危常州

学位年度

2007

学位授予单位

石河子大学

语种

中文

中图分类号

S6
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