【研究目的】:通过设置不同灌水量处理,研究两个棉花品种四个水分处理下不同关键生育时期的反射光谱和叶绿素荧光参数的变化特征,建立荧光参数与光谱参数的相关关系。为高光谱遥感实时、准确监测新疆棉花的水分状况,提供理论依据。【研究方法】:采用Filedspec Pro FR 2500型背挂式地物高光谱辐射仪（ASD,USA）测定严重缺水灌溉I1(1050 m³·hm^-2)、缺水灌溉I2(2160 m³·hm^-2)、适量灌溉I3(4320 m³·hm^-2)和充分灌溉I4(6300 m³·hm^-2)下棉花新陆早45号和新陆早62号两个棉花品种不同关键生育时期的冠层反射光谱数据,分析并计算一系列高光谱变量;同时利用PAM-2100便携式叶绿素荧光分析仪（Walz,Effeltrich,Germany）同步测定两棉花品种关键生育时期的叶片荧光参数;棉花收获期分别获取各水分处理下棉花两个品种的产量及纤维品质信息。分析光谱变量与各指标间的相关关系,建立监测棉花水分状况的高光谱遥感模型。【研究结果】:（1）两个棉花品种的籽棉产量均随着灌溉量的增加而增大,即I4>I3>I2>I1。新陆早45号的籽棉产量在I3和I4处理下显著高于干旱处理（I1和I2）,而新陆早62号的籽棉产量在4个水分处理之间存在极显著差异。在干旱胁迫与正常水分处理下的棉花纤维的上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度和伸长率均随着水分灌溉量的增加而增大,马克隆值随着干旱胁迫的严重程度而增大,且不同水分处理间的上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度、马克隆值和伸长率的差异均达到显著（p<0.05）或极显著（p<0.01）水平。表明两个棉花品种的籽棉产量和纤维品质指标在不同的水分梯度间有显著或极显著差异,证明水分梯度设置有效,可以进一步进行高光谱对棉花干旱状况的监测研究。（2）两个棉花品种冠层的反射光谱变化趋势在不同水分处理下相似,且D_λred（红边斜率）和S_red（红边面积）均随着水分灌溉量的增加显著增大。表明通过红边参数能够有效的监测棉花冠层的水分状态。两个棉花品种在盛花期和盛铃期的十个植被指数分别与皮棉产量呈极显著正相关或负相关（p<0.01）。其中与两个棉花品种皮棉产量相关性最大的植被指数均出现在盛铃期,分别对应为RVI和MSAVI(r_45-RVI=0.8990**,r_62-MSAVI=0.9910**,n=20,p<0.01)。（3）两个棉花品种的荧光参数Fm’和Yield的日变化趋势呈“V”型,在14:00降到最小值,1-qP和qN的日变化趋势一致,呈现先升高后降低的趋势,大多在14:00达到最大值。对盛铃期的各荧光参数进行方差分析,结果表明qP受干旱胁迫的影响而降低,而qN因受干旱胁迫的影响增加。两个棉花品种盛铃期的荧光参数与植被指数呈现不同程度的显著或极显著相关。棉花新陆早62号盛铃期的单叶荧光参数Fv/Fm与冠层高光谱反射率在350-514 nm、612-692nm和1945-2076 nm波段范围内呈极显著正相关,而在708-1361 nm和1621-1740nm波段范围内呈极显著负相关;采用敏感波段构建植被指数NDVI和RVI,RVI与Fv/Fm的相关性较高(r_{RVI-Fv/F m}=-0.7215^**,n=20,p<0.01);建立Fv/Fm与RVI的估算模型方程,Fv/Fm估测值与实测值呈极显著线性正相关(r估测_Fv/Fm-实测_Fv/Fm-45=0.7678^**,RMSE=2.591×10^-2,r估测_Fv/Fm-实测_Fv/Fm-62=0.7215^**,RMSE=1.186×10^-2,n=20)。证明利用荧光参数Fv/Fm与植被指数RVI的相关关系,可以监测棉花盛铃期的水分胁迫状况。两个棉花品种5个关键生育时期的单叶荧光参数Fv/Fm与冠层高光谱反射率在714-1362nm和1599-1748nm波段范围内呈极显著负相关;相关系数最高的波段为1207nm(r_ρ1207=-0.5510^**,n=40,p<0.01)。建立Fv/Fm与ρ₁₂₀₇的估算模型方程,Fv/Fm估测值与实测值呈极显著正相关(r_{估测Fv/Fm-实测Fv/Fm}=0.5510**,n=40,RMSE=1.1820×10^-2)。证明高光谱反射率ρ₁₂₀₇可用于快速、无损地监测棉花全生育期的水分胁迫状况。