基于冠层光谱仪的芹菜当季产量潜力预测

来源：中国土壤与肥料杂志2021年第6期北京时间：

作者：纪荣婷，王远，闵炬，施卫明，徐丽萍，张龙江

单位：(1.生态环境部南京环境科学研究所，江苏 南京 210042;2.中国科学院南京土壤研究所，土壤与农业可持续发展国家重点实验室，江苏 南京 210008;3.南京市六合区农业技术推广中心耕地质量保护站，江苏 南京 211500)

摘要：高效、精准的产量预测对于优化芹菜(Apium graveolens L.)产量管理和指导后期农业决策具有重要意义。为建立一种实时、准确的芹菜当季产量预测方法，采用田间试验方法，对2年不同品种和不同施氮处理芹菜进行田间试验，以GreenSeeker冠层光谱仪为例，获取芹菜冠层植被归一化指数(NDVI)及产量等，通过建模和验证分析，探明冠层光谱仪对芹菜当季产量潜力预测的可行性与准确性。相关分析结果表明，冠层NDVI测定值与2种芹菜产量显著相关，相关系数分别为0.583～0.805(西芹，XQ)和0.256～0.922(药芹，YQ)。回归分析结果表明，移栽后30～70 d测定的冠层NDVI值可预测芹菜当季产量，模型类型对预测结果准确性无显著影响，R2值为0.51～0.85。综合不同品种结果，冠层NDVI值可准确预测XQ和YQ两品种芹菜当季产量，R2值和RMSE值分别为0.66～0.84和7.40～10.72。经验证，移栽后60和70 d时，验证方程的斜率分别为0.95和1.05，预测产量和实测产量数据点均匀分布在1∶1线附近。因此，外叶生长盛期是利用冠层光谱仪进行芹菜产量预测的最早时期。研究表明，构建基于NDVI值的产量预测模型可准确预测芹菜的当季产量，也为芹菜作物和其他蔬菜作物的产量预测和养分管理提供理论依据和技术支撑。

关键词：芹菜;冠层光谱仪;产量预测;归一化植被指数;精度分析

基金资助：基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFD0800404)；国家自然科学基金(31701994)；江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(18)1005]；山东省重大科技创新工程项目(2019JZZY010701)。