空心莲子草和豚草生物防治效果的光谱特征评价

摘要

本文主要研究了两种外来入侵杂草(空心莲子草和豚草)分别被其生防作用物(莲草直胸跳甲和广聚萤叶甲)取食后冠层光谱反射率的变化。在杂草被取食不同程度后，利用多光谱扫描仪MSR87测量杂草冠层光谱反射率，同时调查杂草的被取食程度。明确了这两种杂草被取食的程度与其冠层光谱特征的关系，通过实验结果分析，得出以下结论：
　　 1.影响多光谱辐射仪扫描的因素
　　 研究结果表明，天气、太阳高度角、仪器高度和叶片湿度等外界因素对多光谱辐射仪的扫描都有一定的影响。光谱扫描时应尽量选择晴朗无云的天气，仪器探头距离杂草冠层的高度为1.3m，采集时间为10:00～14:00，此时太阳高度角适中，而且叶面的露水已经蒸发，降低了湿度对光谱扫描的影响，减少误差。
　　 2.莲草直胸跳甲密度及其控制效果对空心莲子草冠层光谱反射率的影响
　　 在可见光区绿光波段(中心波长560nm)和近红外波段(中心波段810nm)，空心莲子草冠层光谱反射率随莲草直胸跳甲密度的增加逐渐下降，而在红光波段(中心波长660nm)处呈现上升的趋势；绿光波段和红光波段的变化幅度不如近红外波段处变化明显。近红外波段810nm处空心莲子草冠层光谱反射率和莲草直胸跳甲的控草效果具有很高的负相关性，相关性系数为-0.92，达到1[％]的极显著水平，故可以将近红外光区760nm～810nm这个波长范围作为监测空心莲子草的敏感波段。
　　 3.空心莲子草植被指数与莲草直胸跳甲密度的关系
　　 空心莲子草被莲草直胸跳甲取食后，叶面积减少，叶绿素含量减少，冠层光谱反射率发生变化，导致空心莲子草植被指数随之发生变化。不同密度莲草直胸跳甲取食处理间空心莲子草植被指数差异显著。
　　 4.豚草冠层光谱反射率与广聚萤叶甲控制效果的关系
　　 在绿光区560nm和近红外区810nm处，随着被取食程度的加重，豚草冠层光谱反射率逐渐降低，各处理均低于对照组，差异显著；在黄光区660nm处，随着被取食程度的加重，豚草冠层光谱反射率逐渐升高，各处理均高于对照组，差异显著。在可见光区560nm处和近红外区710nm、760nm处豚草冠层光谱反射率与其被取食程度均达到极显著负相关性，相关系数为分别为-0.82、-0.87和-0.76(p<0.01)，故可以将绿光区560nm、近红外区710nm和760nm这3个波段作为监测的敏感波段。
　　 5.被广聚萤叶甲取食后的豚草叶绿素总含量与其冠层光谱反射率的关系
　　 豚草被广聚萤叶甲取食后叶绿素总含量均显著低于对照。在绿光区560nm处，豚草叶绿素含量与其冠层光谱反射率拟合方程为y=0.0624x1.6395，决定系数为R2=0.7554。