基于便携式蜜柚光谱仪的金沙柚叶片氮含量监测模型研究

李艳大; 曹中盛; 潘玉霞; 孙滨峰; 黄俊宝; 杨伟光; 彭忻怡; 舒时富; 叶春; 《果树学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：【目的】旨在检验便携式蜜柚光谱仪（PPS）监测金沙柚叶片氮含量（LNC）的准确性，构建基于PPS的金沙柚LNC光谱监测模型。【方法】通过实施不同施氮量的试验，于幼果期和果实膨大期利用便携式蜜柚光谱仪（PPS）、ASD高光谱仪和RapidSCAN光谱仪测定冠层光谱反射率，计算得到归一化红边指数（NDRE）与归一化植被指数（NDVI），分析比较3种光谱仪测定的冠层植被指数变化规律与相关性，检验PPS的测定精度，构建基于PPS的金沙柚LNC光谱监测模型，采用不同试验点的数据检验模型。【结果】金沙柚LNC、NDVI和NDRE随着施氮量的增加表现为递增趋势；PPS和ASD测定的NDVI、NDRE间拟合的决定系数（R~2）依次为0.909 5和0.900 5,PPS和RapidSCAN测定的NDVI、NDRE间拟合的R~2依次为0.954 3和0.900 2，证明PPS的测定结果与ASD、Rapid SCAN具有很高的一致性。幼果期和果实膨大期的光谱监测模型的监测效果比生长中期好；PPS测定的NDVI_PPS与NDRE_PPS相比，NDVI_PPS与LNC之间的相关性高于NDRE_PPS；基于NDVI_PPS的幂函数模型能准确地监测LNC，模型构建R~2介于0.821 0～0.847 2之间，模型检验的相关系数（r）、相对均方根误差（RRMSE）和均方根误差（RMSE）依次为0.895 2～0.933 3、4.4%～8.1%和0.1%～0.2%。【结论】与常规化学测试LNC相比，利用PPS可实时准确获取金沙柚LNC信息，在金沙柚轻简化种植与养分无损监测诊断中具有广阔应用前景。

关键词： 金沙柚 叶片氮含量 便携式蜜柚光谱仪 光谱监测 模型