[发明专利]一种滴灌棉花氮素营养诊断模型的构建方法和应用

说明书

本发明提供一种滴灌棉花氮素营养诊断模型的构建方法及应用，属于棉花氮素营养诊断技术领域，所述方法包括以下步骤：1)滴灌种植棉花，根据每次取样的理论临界氮浓度和干物重最大值，确定滴灌棉花临界氮浓度稀释模型曲线N_c＝aW_max^‑b中a和b的值；2)根据N_c＝aW_max^‑b计算出氮营养指数NNI＝N_t/N_c；3)利用高光谱仪检测并计算植物的冠层高光谱指数；4)将冠层高光谱指数与NNI进行多元线性回归分析，获得多元回归曲线即为滴灌棉花氮素营养诊断模型。所述灌棉花氮素营养诊断模型能够准确、快速判断滴灌棉花氮素养分丰缺状况；兼顾施肥的及时性和精准性。

技术领域

本发明属于棉花氮素营养诊断技术领域，尤其涉及一种滴灌棉花氮素营养诊断模型的构建方法和应用。

背景技术

氮素是棉花增产增效的重要限制因素。氮素的不合理利用导致棉花氮素养分的利用效率偏低，同时造成温室气体排放加剧和土壤及水体的污染。针对棉花氮素营养优化供氮量对于提高氮素利用效率和环境保护具有重要的意义。现有棉花氮素诊断方式主要是化学分析法和常规养分快速诊断法，但是两种方法都存在一定的不足。化学分析法耗时耗力，需要大量的时间，无法满足大田生产的及时性；常规养分快速诊断法主要是依据数据与植株氮素含量之间关系来大致判断养分含量，这种方法虽然能够满足及时性，但是无法给出养分丰缺度的判断，检测精准度低。因此迫切需要准确估算氮浓度和生物量的快速诊断方法。

现有的棉花氮素养分快速诊断方法一般是利用遥感图像或光谱技术与棉株氮素相结合的方法来进行氮素诊断。此类养分快速诊断方法无法判断出当前棉株养分丰缺的程度，无法直观有效的输出诊断结果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种滴灌棉花氮素营养诊断模型的构建方法和应用，本发明采用高光谱技术与棉花氮营养指数进行耦合，建立一种基于棉花氮营养指数的光谱快速诊断模型，利用氮营养指数的临界状态来给出滴灌棉花氮素养分丰缺状况。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种滴灌棉花氮素营养诊断模型的构建方法，包括以下步骤：

1)滴灌种植棉花，设置不同的施氮水平的试验组；对于作物生长受氮素影响的试验组，将棉花地上部生物量与氮浓度值间的关系进行线性拟合；对于作物生长不受氮素影响的试验组，棉花地上部生物量的平均值用以代表干物重最大值；

每次取样的理论临界氮浓度为：所述线性拟合获得的曲线与以所述干物重最大值为横坐标的垂线的交点的纵坐标数值；

根据所述每次取样的理论临界氮浓度和干物重最大值，确定滴灌棉花临界氮浓度稀释模型曲线Nc＝aW_max^-b中a和b的值；

其中，N_c为临界氮浓度值，W_max为干物重最大值，a和b为参数，a代表当生物量为1t时的氮浓度值；b为控制临界氮浓度稀释曲线斜率的参数；

2)根据步骤1)中临界氮浓度稀释模型曲线Nc＝aW_max^-b计算出氮营养指数NNI＝N_t/N_c；其中N_t为地上部氮浓度实测值；

3)利用高光谱仪检测并计算植物的冠层高光谱指数；