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田间条件下利用高光谱反射率对水稻进行高通量光合表型分析
发布时间:
2025-08-27
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图1 PLSR建模的整体工作流程。
表1 水稻田间试验总结。
图2 重复双重交叉验证选择最优PLS成分和PLSR模型校准验证流程图。
图3 2015-2017年试验获得的光合表型性状(PNmax (a)、Isat (b)、Icomp (c)、Rd (d))和氮含量(e)的箱线图。散点按颜色代表三个叶位:红色为L1,绿色为L2,蓝色为L3。每个子图列进一步用四个氮水平进行区分(圆形为N0,三角形为N100,星形为N200,方形为N300)。
图4 水稻叶片反射光谱的均值(±标准差)、最小值和最大值(a)以及光合表型性状(PNmax、Isat、Icomp、Rd和氮含量)与500-950 nm波长范围内相关系数的变化(b)。
表2 使用方法1(分层随机抽样的独立测试数据集)在不同光谱预处理方法下光合表型性状PLSR模型性能比较。
表3 使用方法2(不同年份独立测试数据集)在不同光谱预处理方法下光合表型性状PLSR模型性能比较。
图5 基于方法1数据划分,不同氮水平(N0-N3)和叶位(L1-L3)下五个光合表型性状的PLSR预测值与观测值对比。PNmax、Icomp、Rd和氮含量使用SG预处理光谱,Isat使用VSN预处理光谱。每行展示一个光合表型性状的训练(左,a, c, e, g, i)和测试(右,b, d, f, h, j)结果:(a, b) PNmax (μmol (CO2) m⁻² s⁻¹),13个PLS成分;(c, d) Isat (μmol (photon) m⁻² s⁻¹),14个PLS成分;(e, f) Icomp (μmol (photon) m⁻² s⁻¹),14个PLS成分;(g, h) Rd (μmol (CO2) m⁻² s⁻¹),11个PLS成分;(i, j) 氮含量(%),14个PLS成分。
图6 光合表型性状最优PLSR模型的VIP得分(a:PNmax、Isat和氮含量;b:Icomp、Rd和Isat)。多个性状共享的主要重要区域用点划线标出,性状特异性重要区域用虚线标出。
Yao, Xinfeng & Qian, Tingting & Sun, Huifeng & Zhou, Sheng & Wei, Wang & Li, Linyi. (2025). High-throughput Photosynthetic Phenotyping using Hyperspectral Reflectance in Paddy Rice (Oryza sativa L.) under Field Conditions. Smart Agricultural Technology. 12. 101251. 10.1016/j.atech.2025.101251.
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小安
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