基于高光谱的棉花叶片磷含量估测模型

作者：马元花; 印彩霞; 王红玉; 刘宇轩; 刘前通; 张泽

来源：中国农学通报, 2023, 39(01): 123-132.

• 棉花
• 高光谱
• 叶位
• 叶绿素
• 叶片磷含量

研究不同施磷条件下棉花叶片叶绿素含量的变化规律，旨在建立基于高光谱的叶片磷含量估测模型，实现棉花叶片磷含量快速监测。在盆栽试验条件下，设置不同的磷肥量，测定棉花功能叶叶绿素含量与磷含量，并利用植被指数和叶绿素含量的相关性构建磷含量的光谱变量，从而实现利用高光谱对棉花叶片磷含量的定量监测。结果表明：（1）棉花播种后100天左右，叶片磷含量与叶绿素呈现显著关系（决定系数R2=0.96）。（2）利用多个植被指数（X）和叶绿素含量（I）的相关性构建倒一叶、倒二叶、倒三叶、倒四叶的磷含量光谱变量，其中各叶片相关性最优的模型：倒一叶（L1）为I1=2.6131XRENDVI-0.4275,XRENDV为红边归一化植被指数，R2=0.71,RMSE=0.2；倒二叶（L2）为I5=0.0142XTVI+0.3274,XTVI为三角植被指数，R2=0.76,RMSE=0.09；倒三叶（L3）为I9=-0.3445XARI+0.4996,XARI为花青素反射指数，R2=0.47,RMSE=0.15；倒四叶（L4）为I10=-0.5082XARI+0.3484,R2=0.82,RMSE=0.10。（3）构建基于磷含量光谱变量的高光谱棉花叶片磷含量反演模型，模型R2、RMSE分别达0.75、0.04。因此，基于不同叶位的叶片植被指数和叶绿素含量的相关性，以及叶绿素含量和叶片磷含量的线性关系，可以实现高光谱对棉花叶片磷含量的有效估测。

• 单位
  西北农林科技大学; 石河子大学; 新疆生产建设兵团