Using Hyperspectral Reflectance Data to Estimate Nitrogen in Rice Plants

本研究量測的水稻植被反射光譜具有一般綠色植物光譜曲線的類似特性，而不等量氮肥的施用將改變水稻的植被光譜曲線；稻株葉片及稈的含氮量百分比在生育期問的改變，無論一、二期稻作，均隨著生育的進展出現下降的趨勢。本研究發現，葉片氮素含量與稈氮素含量的相關強度曲線變化雷同，顯示各窄波段反射比對於葉片及稈的氮素含量具有相似的敏感反應，然而一期稻作與二期稻作的相關強度表現卻不一致。整體來說，一期稻作的反射光譜各窄波段反射比與氮素含量的相關性不高，相關係數介於-0.5至0.5之間；二期稻作則在近紅外光區至中紅外光區具有較大的相關性，尤其在1607 nm 窄波段位置的相關係數之絕對值最大，可獲得近75 ％的變異估測準確度。經比較各種特徵波段之反射比值組合及光譜特徵與氮素含量的關係，發現仍以二期稻作才出現顯著相關，在red edge slope 。為二次曲線關係，在red edge span / red edge location 則為一次直線關係。又根據研究結果，一二期稻作均可利用多元線性複迥歸模式估測葉片及稈的氮素狀態，其中適用於一期稻作全生育期的植株葉片及稈氮素含量估測的最佳三元（403 nm 、505 nm 及710 nm ）直線複迴歸模式決定係數（R2）分別可達0.734及0.717 (P<0.0001)，二期稻作相對的最佳三元（403 nm 、558 nm 及1607 nm ）直線複迴歸模式決定係數則分別可達0.814及0.812 (P