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利用冠层光谱监测小麦籽粒蛋白质积累动态
  • ISSN号:0496-3490
  • 期刊名称:《作物学报》
  • 时间:0
  • 分类:S512.1[农业科学—作物学] S565.1[农业科学—作物学]
  • 作者机构:[1]南京农业大学/江苏省信息农业高技术研究重点实验室,江苏南京210095, [2]河南农业大学/国家小麦工程技术研究中心,河南郑州450002
  • 相关基金:本研究由国家自然科学基金项目(30671215,30871448)和国家“十一五”科技支撑计划重大项目(2008BADA4802,2006BAD02A07)资助.
中文摘要:

于2003—2006年连续3个生长季,利用不同小麦品种在不同施氮水平下进行大田试验,在小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株氮素含量、生物量和籽粒蛋白质积累量(GPA)。通过定量分析小麦籽粒蛋白质积累量、冠层氮素营养指标及高光谱参数的相互关系,确立了能够准确预测小麦籽粒蛋白质积累动态的敏感光谱参数及定量模型。结果表明,在籽粒灌浆期间冠层氮素营养指标(CNNI)自开花期随时间进程的积分累积值与对应时期籽粒蛋白质积累状况存在显著的定量关系,其中植株氮积累量(PNA)表现最好。对冠层氮素营养指标的光谱估算,在不同品种、氮素水平、生育时期和年度间可以使用统一的光谱模型。根据特征光谱参数?冠层氮素营养指标?籽粒蛋白质积累量这一技术路径,以冠层氮素营养指标为交接点将两部分模型链接,建立高光谱参数与籽粒蛋白质积累量间定量方程。经不同年际独立数据的检验,基于SDr/SDb–PNA–GPA技术路径建立模型可以估算小麦籽粒生长过程中蛋白质积累动态,预测精度和相对误差分别为0.954和13.1%。因此,利用关键特征光谱参数可以实时监测小麦籽粒生长进程中蛋白质积累状况。

英文摘要:

Grain protein is an important index indicating wheat quality status, and nondestructive and quick assessments of grain protein accumulation dynamics is necessary for cultural regulation and quality classification in wheat (Triticum aestivum L.) production. The objectives of this study were to determine the relationships between plant nitrogen nutrition status, grain protein accumulation, and canopy reflectance spectra in winter wheat, therefore, to derive regression equations for monitoring grain protein accumulation with canopy hyper-spectral remote sensing. Three types of cultivars, i.e., high protein content (Xuzhou 26 and Yu-mai 34), medium protein content (Yangmai 10, Yangmai 12, and Huaimai 20), and low protein content (Ningmai 9) were used in three field experiments under different nitrogen levels in the growing seasons of 2003–2006. Time-course measurements were taken on canopy hyperspectral reflectance, plant weight, nitrogen content and grain protein accumulation (GPA) during the experimental periods. The results showed that the cumulative value of canopy nitrogen nutrition index (CNNI) from anthesis to specific day were highly correlated with grain protein accumulation at corresponding day across grain filling with the best predictor of plant N accumulation (PNA). According to the regression analyses between vegetation indices and canopy nitrogen nutrition index, several key spectral parameters could accurately estimate the changes in plant N status across different growth stages, nitrogen levels, and growing seasons with the same spectral parameters for each wheat cultivar. According to the technical route of key spectral parameters-canopy N nutrition index-grain protein accumulation, estimating models on grain protein accumulation were constructed on the basis of canopy hyper-spectral parameters by linking the above two models with canopy N nutrition index as intersection in wheat. Tests with other independent dataset showed that the key spectral index SDr/SDb on the bas

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期刊信息
  • 《作物学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国作物学会 中国农业科学院作物科学研究所
  • 主编:万建民
  • 地址:北京海淀区中关村南大街12号中国农业科学院
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zwxb301@caas.cn
  • 电话:010-82108548
  • 国际标准刊号:ISSN:0496-3490
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1809/S
  • 邮发代号:82-336
  • 获奖情况:
  • 2002年-第三届中国科协优秀科技期刊二等奖,2002-2009年-百种中国杰出学术期刊,2004年获“全国优秀期刊一等奖”,2005年获第三届国家期刊奖提名奖,2009年评为“2008年度中国精品科技期刊”,2009年被评为“新中国60年有影响力的期刊”,2011年获"第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49369