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氮素营养对烤烟的生长发育及产量和品质都有着重要的影响,合理供氮在烤烟生长中起着举足轻重的作用。利用高光谱遥感在大田中采用非破坏性、快速、实时的方法监测烤烟的氮素状况是十分必要的。本试验利用地面遥感平台,通过研究不同供氮水平下烤烟冠层高光谱反射特性及烤烟叶片氮含量、叶面积指数、地上生物量、色素含量等相关农学参数,分析了不同供氮水平下烤烟冠层光谱特性及相关农学参数与高光谱参量的关系,采用逐步回归方法对其建立了估测模型。主要研究结果如下：(1)对于不同品种和不同生育期,烤烟冠层光谱分别在可见光和近红外波段存在一定差异；随着供氮水平的提高,烤烟冠层光谱反射率在可见光区域差异不明显,而在近红外区域呈升高趋势；一阶导数光谱随着供氮水平的提高,具有向长波方向移动的趋势,“双峰”现象愈显著。红边位置随生育期和氮素水平的变化不明显,红边面积与红边幅值几乎在所有生育期中呈现出随着供氮水平的提高而增大的趋势。(2)根据LAI和地上生物量与冠层高光谱反射率及光谱参数的相关关系和LAI和生物量的敏感光谱参数及预测方程,表明LAI和生物量随生育推进呈先上升后下降趋势,且随供氮水平的提高而增大。LAI和生物量与原始光谱可见光波段相关性不显著,与近红外波段反射率呈正相关。LAI和生物量与一阶微分光谱部分可见光波段呈负相关,与近红外部分呈正相关。并利用逐步回归的方法,建立了估算叶面积指数和地上生物量的模型,决定系数分别为0.702、0.741。(3)根据叶片氮含量与冠层高光谱反射率及光谱参数的相关关系和烤烟叶片氮素状况的敏感光谱参数及预测方程,发现烤烟叶片氮含量随不同供氮水平呈显著变化：三个时期烤烟叶片氮素的原始光谱诊断波段为766～940nm。叶片氮含量与一阶微分光谱部分可见光波段呈负相关,与近红外部分705～715nm呈正相关。通过逐步回归方法建立的叶片氮含量监测模型的决定系数为0.996。(4)叶片色素含量随着供氮水平的提高而增加,叶绿素总含量相对含量随生育时期的变化较叶绿素b和类胡萝卜素更为明显。原始冠层光谱与色素含量的相关性不显著,而微分光谱与色素含量的相关性在可见光区域呈负相关,红边区域三个时期分别是在702～756nm、705～721nm和761～762nm、754～760nm和779～787nm呈显著正相关。采用逐步回归的方程对烤烟色素含量进行估算,总的来说,冠层叶绿素与高光谱参量的相关性要好于类胡萝卜素与高光谱参量的相关性,但本研究采用回归方程用来监测类胡萝卜素含量也取得较好效果。