中国南方双季稻氮营养指数及产量估算模型研究

贺志远; 朱艳; 李艳大; 刘小军; 曹强; 曹卫星; 汤亮; 《南京农业大学学报 》 2017 北大核心 CSCD

摘要：[目的]构建归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和氮营养指数(nitrogen nutrition index,NNI)关系模型,并构建不同时期积分归一化植被指数(integrated NDVI,NDVI_(int))与相对产量(relative yield,RY)之间的算法,以期通过NDVI无损监测氮素营养的亏缺来预测水稻产量。[方法]通过2年(2014—2015年)不同品种和不同施氮处理的早、晚稻田间小区试验,获取水稻地上部干物质量和氮含量,冠层植被指数(NDVI)及产量等,基于临界氮浓度稀释曲线计算不同时期NNI,分析NDVI与NNI、积分NDVI与RY之间的定量关系。[结果]早、晚稻各个时期的NDVI与NNI之间能够很好地以指数函数(NNI=a×e~b×NDVI)拟合,拔节期的估算效果最好,模型为:早稻的NNI=0.431e~(1.372NDVI);晚稻的NNI=0.075e~(3.471NDVI),其估算NNI与实测NNI的R~2、准确度和RRMSE分别为0.92、0.868和7.092%(早稻)及0.84、0.914和13.736%(晚稻)。早、晚稻各时期的NDVI_(int)与RY之间存在显著线性关系,除晚稻分蘖期外都具有较好的预测准确性,经检验,早稻各时期模型预测产量与实测产量的R~2、准确度和RRMSE分别为0.91~0.93、0.812~0.899和7.216%~9.978%,晚稻的分别为0.79~0.89、0.721~0.980和5.134%~6.736%,其中全生育期的模型效果最好,但是在0.05显著水平下早稻与晚稻之间具有较大差异。[结论]构建的基于NDVI的氮营养指数估算模型及基于积分NDVI的相对产量估算模型分别能够准确地反映作物氮素营养状况和预测产量,可为中国南方双季稻区追肥管理和产量预测提供技术支持和理论依据。

关键词： 双季稻 NDVI 氮营养指数 模型 产量