小麦群体纹理特征与密肥响应的相关性研究

来源 :第十六次全国小麦栽培科学学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:csnzz
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  [研究背景]合理的群体密度是实现小麦高产的前提条件之一,适宜的氮肥施用量不仅是小麦取得高产的关键,也对保障生态环境安全具有重要作用.因此,及时评价小麦群体对密肥组合的响应并采取相应的栽培措施具有现实意义.在相同施氮量条件下,随着小麦播种密度的升高单株干重和分蘖数下降,叶面积指数上升;在相同密度条件下,随着施氮量的增加单株干重、分蘖数和叶面积指数均上升.而小麦群体总干重、总茎蘖数和叶面积指数是造成群体间纹理图像差异的主要因素.本研究拟利用小麦冠层图像的纹理特征对小麦群体的密肥响应进行分析,探明不同密肥组合下小麦群体纹理特征的差异,明确小麦高产群体所表现的纹理特征.[材料与方法]试验以扬糯麦1号为材料,设基本苗为135×104、180×104、225×104、270×104、315×104株·hm-2五个水平,设施氮量180、240、300 kg·hm-2三个水平,设基肥∶壮蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥分别为5∶1∶2∶2.自拔节期开始每2天通过数码相机于小麦冠层上方1.5m处获取图像.利用Tamura纹理提取算法提取小麦群体的粗糙度、对比度、方向度、线性度、规则度等纹理特征,利用逐步判别分析法进行特征值的筛选,利用离差平方和法对小麦群体图像进行聚类分析.[结果与分析]研究发现拔节期小麦群体的Tamura纹理特征值与小麦的群体的氮肥施用量、密度以及产量有相关关系,主要结果如下:(1)当群体密度处于一个较适宜的范围时,氮肥的施用量是造成小麦群体纹理差异的主要因素.Tamura纹理中的粗糙度、对比度、方向度、线性度四个纹理特征与氮肥施用量相关性较高,如图1所示,不同密度条件下相同施氮量的小麦群体被聚为一类.(2)当氮肥使用量处于一个较低水平时,密度的变化是影响纹理特征的主要因素.研究发现当施氮量较高时,随着密度的变化纹理特征变化不明显,当施氮量处于较低水平时,密度变化与纹理特征的相关性较高.(3)高产群体的规则度和粗糙度两个纹理特征较为相似,这两个纹理特征与产量的相关性较高.研究通过对拔节期群体的规则度和粗糙度两个纹理特征进行聚类分析发现,利用以上纹理特征可将群体分为高、中、低三个产量水平(图2).[结论]本研究结果表明,小麦群体的纹理特征可用于小麦密度和施氮量的分析,亦可用于评价小麦群体质量的优劣.研究结果可为小麦群体智能化评价提供一定的参考.然而,本研究选用小麦品种较为单一,研究结果不具有普适性;同时研究中仅选用拔节期小麦群体图像进行研究,未进行其它生育期纹理图像的分析.因此,为了使研究结果具有普适性,更多的品种试验和小麦全生育期纹理特征的分析有待进一步研究.
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