基于遥感的玉米抗干旱胁迫监测模型的研究

The agronomic and physiological indicators quantified of maize drought stress levels which those are suitable for remote sensing monitoring were study on by the corn drought stress experiments in northwest arid area of China. The quantitative relationships between the LAI and biomass in different levels of canopy and reflection spectra of canopy were researched through a variety of drought treatment of corn at different growth periods, the maize drought stress remote sensing monitoring indicators were established, and their agricultural meaning and biological-physical meaning were analyzed. The mathematical model between remote sensing information and maize drought stress information were developed by using methods of statistical and mathematical The fast monitoring methods for crop drought stress were founded on non-uniform canopy, these methods can be used in guiding of reasonable irrigation based drought monitoring for maize and providing methods and theoretical basis for high-throughput drought resistance identification and evaluation for maize breeding.

通过在西北干旱灌溉玉米区，在设置玉米干旱胁迫试验基础上，调查大田受干旱胁迫典型玉米，研究适合于遥感监测的能够定量反映玉米干旱胁迫的农艺性状和生理指标，通过对多种干旱处理下玉米不同生长时期冠层分层解析及其与冠层反射光谱间的定量关系研究，建立玉米干旱胁迫遥感监测指标，分析新构建的干旱胁迫监测指标的农学意义及生物物理意义，应用统计学和数学方法建立遥感信息与玉米干旱胁迫信息间的数学模型，建立适用于非均匀冠层作物的干旱胁迫的快速监测方法，为在玉米上开展基于干旱监测指导下的合理灌溉和玉米品种高通量抗旱性鉴定与评价提供方法与理论依据。

研究在新疆灌溉玉米区，利用“3S”技术，通过大田调查与定点采样技术相结合，研究玉米生育期表征其干旱状况的农学参数以及基于 Landsat 8 数据的 8 种干旱遥感监测植被指数的定量关系，分析比较了多种干旱监测指标，综合水胁迫指数（MSI2）和温度指数（LST）构建了新型的玉米干旱监测指数——冠层温度水分指数（CTWDI），利用监督分类方法，以高产田作为水分充足样本田，通过干旱植被指数的差异来判断相对于高产田的干旱程度。应用冠层温度水分指数（CTWDI）对研究区 2014-2016 年大田玉米干旱程度进行了分级，同时根据团场统计调查的产量数据对研究区玉米干旱遥感监测分级结果进行了精度检验。结果表明越干旱年份，干旱监测结果越可靠。.密植是获得春玉米高产的主要措施，分析不同春玉米品种、不同密度水平条件下冠层叶面积、产量与冠层高光谱相关关系，研究表明随着密度的增大，玉米最长和最宽叶片叶位保持大致不变，叶宽随着密度的增大而显著减小，单株叶面积减小，群体叶面积增加，中部及上部相对叶面积差异较大；分析了春玉米相对叶面积密度，叶面积指数的估算模型，叶面积指数的高光谱估算模型在低密度下监测精度较高，相对叶面积密度的高光谱估算模型高密度下监测精度较高。.比较分析了新疆伊犁71团（NW）、吉林公主岭（NE）两个地区统一种植密度6万株/hm2下氮磷钾吸收转移特点，探索新疆不同密植春玉米冠层空间氮磷钾养分吸收转移特点，结果表明西北（NW）春玉米籽粒产量显著高于东北（NE），整个生育期内西北春玉米氮、磷、钾养分积累量均显著高于东北地区，西北地区春玉米氮素生产效率、氮收获指数均高于东北地区，钾素生产效率、钾素收获指数低于东北。新疆伊犁71团春玉米高密度条件下氮素、磷素、钾素的转运量和转运养分对籽粒贡献率均显著高于6万株/hm2，结果表明较单位面积土地上高的氮磷钾转运量是高密度种植获得高产的关键因素。