库尔勒香梨是新疆特色林果产业的知名品牌,其果实香甜,皮薄质脆,主要分布在库尔勒市周边及阿克苏地区等。近年来,香梨因缺少营养元素导致的黄化病在其主产区普遍发生,当香梨缺乏营养元素时,不仅使产量降低,而且出现果实变小、风味下降、酸度增高、营养成分降低等问题,严重影响果实品质。因此,利用光谱手段开展实时、快速、高效估测香梨营养元素含量研究显得尤为重要。本研究以阿克苏红旗坡农场内的库尔勒香梨为研究对象,采用ASD Field Spec 4光谱仪测定不同时期的香梨叶片、冠层光谱反射率,同时采集冠层光谱测定范围内的叶片,室内测定营养元素含量。分析不同时期香梨叶片、冠层光谱和营养元素的变化规律,利用光谱微分技术筛选光谱敏感指示波长,构建基于逐步回归分析的营养元素光谱估测模型。主要研究结果如下:香梨叶片、冠层光谱特征及营养元素含量变化表明:6月香梨叶片光谱反射率在可见光波段(400～700 nm)、近红外波段(700～1 300 nm)、中红外波段(1 300～2 500 nm)范围内均低于其它时期,而这一范围内7月光谱反射率最高,8月和9月的香梨叶片光谱反射率随时间的推移表现出逐渐下降的趋势。而不同时期香梨冠层光谱曲线随着时间的推移逐渐降低。由此可见,7—9月的香梨叶片、冠层光谱曲线变化特征基本一致,随时间的推移呈现逐渐降低的趋势。不同时期的营养元素含量变化不同,7月营养元素含量差异最大。通过对营养元素与香梨叶片和冠层光谱的相关性分析表明,6—9月的香梨原始光谱与营养元素相关性较弱,一阶微分光谱与营养元素相关性较强。不同时期的叶片光谱与营养元素最大相关系数绝对值在0.512～0.921之间,不同时期的冠层光谱与营养元素最大相关系数绝对值在0.325～0.820之间,叶片、冠层光谱的敏感波段主要集中在近红外(700～1 300 nm)、中红外(1 300～2 500 nm)范围。通过对香梨叶片、冠层光谱估测营养元素模型的独立性检验表明,选择一阶微分光谱与营养元素的相关系数较大值对应的光谱波段双变量作为自变量,以不同时期的营养元素作为因变量,采用逐步回归分析的建模方法,可以构建适用于不同时期香梨叶片、冠层光谱估测营养元素含量的回归模型。不同时期香梨叶片光谱营养元素光谱估测模型拟合度在0.344～0.881之间,K、Fe、Mn元素在6月模型拟合最佳,Ca元素在7月模型拟合最佳,N、P、Mg、Cu、Zn元素在9月模型拟合最佳。而冠层光谱模型拟合度在0.252～0.714之间,K、Ca、Fe、Mn、Cu元素在6月模型拟合最佳,P元素在7月模型拟合最佳,Mg、Zn元素在9月模型拟合最佳。