用紅外熱圖像估算棉花葉片水勢(shì)參數(shù)的研究.pdf

1、[研究目的]:運(yùn)用紅外熱圖像技術(shù),提取棉花冠層受光葉片的溫度,并將人工濕參考表面(WARS)的溫度運(yùn)用到Jones定義的作物水分脅迫指數(shù)CWSI的經(jīng)驗(yàn)公式中,計(jì)算CWSI。建立CWSI與葉水勢(shì)的模型,目的是運(yùn)用遙感方法估測(cè)葉水勢(shì)值,以“精確、實(shí)時(shí)、非接觸、無破壞”定量監(jiān)測(cè)大面積棉花冠層的水分狀況。
　　[研究方法]:本研究主要是采用紅外熱像儀(FLUKETIR3),分別在棉花的盛蕾期、開花期、盛花期、結(jié)鈴期和盛鈴期進(jìn)行5次圖像采集

2、,并計(jì)算CWSI;同時(shí)采用Li-6400便攜式光合儀和SPKM1400壓力勢(shì)水勢(shì)儀分別測(cè)試棉花(不同品種、不同水分)冠層在不同生育時(shí)期的氣孔導(dǎo)度(Gs)與蒸騰速率(Tr)和葉水勢(shì);收獲期測(cè)得棉花產(chǎn)量和棉纖維品質(zhì)等農(nóng)學(xué)指標(biāo),分析上述指標(biāo)之間的相互關(guān)系,建立棉花干旱監(jiān)測(cè)的遙感模型。
　　[研究結(jié)果]:(1)棉花冠層的水分狀況是棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的主要環(huán)境影響因素。棉花盛鈴初期和結(jié)鈴期水分與產(chǎn)量的聯(lián)系最為密切。棉株品質(zhì)指標(biāo)與棉花生育時(shí)期的密

3、切程度存在差異。其中伸長(zhǎng)率受品種自身遺傳因素影響顯著,和生育期內(nèi)水分的關(guān)聯(lián)較小。棉株整齊度指數(shù)受盛花初期的灌溉影響最大。馬克隆值與花鈴期的棉花水分狀況呈顯著的相關(guān)性,棉株上半部平均長(zhǎng)度與花鈴期和吐絮期棉花的水分狀況呈顯著的相關(guān)關(guān)系。
　　(2)當(dāng)土壤含水量降低時(shí),先影響到葉水勢(shì),隨著葉水勢(shì)的降低,氣孔關(guān)閉,蒸騰作用減慢甚至停止。當(dāng)干旱脅迫增加,土壤含水量很低時(shí),葉片氣孔導(dǎo)度減小,蒸騰失水減弱,氣孔關(guān)閉,減少水分散失而使植株適應(yīng)干旱

4、的環(huán)境。表明葉水勢(shì)是土壤含水量、光合作用和蒸騰作用的樞紐,是監(jiān)測(cè)作物水分狀況的一個(gè)重要生理指標(biāo)。
　　(3)棉花開花期大量的根系活動(dòng)仍然分布在20-40cm土層。在一個(gè)灌溉周期內(nèi),CWSI與20cm、40cm和60cm土層土壤含水量都呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(r20cm=-0.9092**>r40cm=-0.8487**>r60cm=-0.7928**)。棉花冠層CWSI可以作為精確反映棉花干旱程度的指標(biāo)。
　　(4)不同灌水處

5、理?xiàng)l件下棉花植株CWSI日變化、灌溉周期變化、棉花生育期變化呈現(xiàn)一定規(guī)律。一天中獲取CWSI最佳時(shí)段為14:00-18:00;在一個(gè)灌溉周期灌溉第3-5天為CWSI測(cè)定的最佳時(shí)機(jī);在棉花整個(gè)生育期內(nèi),棉花盛鈴期和吐絮期的棉花冠層CWSI值較棉花開花期、盛花期高。當(dāng)CWSI值處于0.4左右或葉水勢(shì)在-1.0MPa時(shí),棉花皮棉產(chǎn)量和品質(zhì)都處于最佳的狀態(tài)水平。
　　(5)隨著CWSI增加,葉水勢(shì)值降低,建立CWSI-Ψ模型。檢驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)果