甜菜光谱与生长信息相关性分析-江苏农业科学.PDF

— １３２— 江苏农业科学　２０１８年第４６卷第３期 张　晶，张　珏，王　辉，等．甜菜光谱与生长信息相关性分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０１８，４６（３）：１３２－１３６． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１８．０３．０３４ 甜菜光谱与生长信息相关性分析 １ １，２ １ １ ３ 张　晶 ，张　珏 ，王　辉 ，田海清 ，李　斐 （１．内蒙古农业大学机电工程学院，内蒙古呼和浩特０１００１８；２．内蒙古师范大学物理与电子信息学院，内蒙古呼和浩特０１００２２； ３．内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古呼和浩特０１００１９） 　　摘要：利用不同光谱预处理方法（卷积平滑、一阶微分、多元散射校正、标准正态变换）对甜菜光谱数据进行处理， 研究不同预处理方法对光谱与甜菜生长信息（ＳＰＡＤ值、生物量、叶片含氮量）相关性的影响。结果表明：经多元散射 校正预处理后的光谱数据与甜菜冠层叶片ＳＰＡＤ值相关性最高，特别在７２７ｎｍ附近，ｒ＝－０．８０２７；通过一阶微分处 理后的光谱数据与甜菜生物量、叶片含氮量相关性最高。研究结果为后续氮素预测模型的建立提供了理论依据。 　　关键词：甜菜；光谱；预处理；反射率；相关性 　　中图分类号：Ｓ５６６．３０１　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１８）０３－０１３２－０５ 　　甜菜是世界第二大制糖原料，由其制得的糖量占世界食 氮等生长信息的关系，就可以估测甜菜体内的氮素含量，从而 ［１５］ 糖总量的２０％。甜菜也是我国仅次于甘蔗的重要糖料作物， 科学地指导农事活动 。 其产糖量占我国食糖总产量的１０％，在我国东北、华北和西 在获取光谱数据的过程中，会受到环境及人员操作等外 ［１］ 北的许多农村经济中占有重要地位 。 界因素的影响，检测仪器在采集数据过程中也会受到杂散光、 目前我国甜菜产区普遍存在单产偏低或单产高但含糖率 样本背景、电子噪音和仪器性能等因素的干扰，使得获取的原 ［１６］ 低的问题，造成这些问题的原因在于甜菜生长期没有合理地 始光谱数据存在大量噪声 。为了提高光谱分析的准确度， ［２］ 需要对原始光谱进行预处理。目前，近红外光谱预处理中经 施肥，尤其是氮肥对甜菜单产及其含糖率的影响很大 。在 作物生产中，准确、快速、经济地测定作物的氮素营养状况，可 常使用的预处理方法有平滑、微分、标准正态变量变化与多元 以及时、精确地指导田间氮肥用量，以获得最大的经济效益和 散射校正等［１７－１８］。 ［３］ 本试验拟研究多种光谱预处理方法，并且通过分析各种 最小的环境污染程度 。近年来，随着科学技术水平的不断 提高，氮素营养诊断技术正从传统的实验室间接检测向现场 预处理方法得到的光谱数据与甜菜生长信息的相关性，最终 ［４］ 确定最佳光谱预处理方法，以便为后续的氮素预测模型研究 直接无损检测方向发展 。 近红外光谱技术是一种无损、无污染的分析技术，具有光 提供有利的理论依据。 谱范围广、波段多、光谱分辨率高、数据量大等优点，可以用来 １　材料与方法 监测作物叶片和冠层生化组分的状况和变化，被广泛应用于 食品、农业等领域［５］。国内外学者已经利用近红外光谱技术 １．１　试验设计 ［６］ ［７］