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利用RGB影像量化分析不同氮素管理对马铃薯生长的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 叶艳然;刘建刚;卞春松;郭华春;金黎平

作者机构：

关键词： 马铃薯;氮素;RGB影像;冠层发育模型;干物质积累;产量

期刊名称：园艺学报

ISSN： 0513-353X

年卷期： 2025 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 马铃薯冠层生长动态与植株干物质积累和块茎产量形成密切相关。为了发掘低成本无人机RGB影像在快速、无损、精准量化不同氮素管理下监测马铃薯大田植株生长状况以及预测块茎产量的潜力，以马铃薯品种‘夏波蒂’和‘中薯18号’为材料，采用不同氮素形态（硝态氮和铵态氮）和用量(0、150和300 kg · hm-2)进行处理。利用2022和2023年多个时期无人机RGB影像提取小区植株平均高度(Hmean)和冠层覆盖度（CC），构建全生育期马铃薯冠层发育模型，并测定关键生育期植株自然高度（H）、植株总干质量以及块茎产量。结果表明：（1）基于RGB影像提取试验小区植株高度的精度与生长阶段有关。在一定生育期内，随着植株高度的增加，Hmean与H的线性相关性增强，在淀粉积累期，2022和2023年的决定系数(R2)分别为0.91和0.81。此外，整体上铵态氮促进株高和冠层覆盖度的增长效应优于硝态氮。（2）不同氮素管理对马铃薯冠层发育模型关键参数会产生不同程度的影响。首先，施用氮肥明显提高了最大冠层覆盖度(CCmax)，其中150 kg · hm-2铵态氮效果最显著，其次为300 kg · hm-2铵态氮、300 kg · hm-2硝态氮、150 kg · hm-2硝态氮和对照。尽管冠层衰减时间(t2)在处理间无显著差异，但铵态氮尤其是150 kg · hm-2铵态氮处理明显缩短了植株达到CCmax所需热天数(t1)。此外，铵态氮处理下马铃薯冠层发育曲线下总积分面积(Asum)显著增大，300 kg · hm-2铵态氮处理显著延长了地上部生长周期(te)。（3）冠层发育曲线下积分面积(At)能够反映植株对光合有效辐射的累积截获量(R2 > 0.99)，并且与植株总干质量呈显著正相关(2022和2023年R2分别为0.90和0.87)；此外，块茎膨大期At与块茎产量线性相关性最强（r = 0.82）。综上，利用RGB影像构建的冠层发育模型能够在全生育期精准量化大田马铃薯冠层生长状况及植株干物质积累动态，并为产量预测与氮素管理优化提供科学依据。

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