氮素是作物生长发育必需的重要元素,适宜的氮素有助于作物生长发育及产量品质形成。过量的氮素投入不利于作物的高产和优质生产,还会导致氮肥利用率下降,造成一定的环境污染和资源浪费。本文较系统的研究了基于水稻全生育时期下能够反映其长势状况的最优光谱指数,并构建了水稻全生育期适宜光谱指标动态模型。同时,通过施氮时期、施氮量与产量关系,定量化的研究了在水稻生长过程中不同时期的追氮效应,构建了水稻不同时期追氮肥料效应因子模型,为水稻氮素精确调控提供了参考。通过3年的田间试验数据资料(2个试验点、4个品种、2种播栽方式)的水稻氮肥试验,构建了不同施氮水平及不同施肥时期下的水稻群体。采用便携式主动光谱仪(RapidSCAN cs-45)从移栽后全生育期测试水稻光谱指标,同步获取对应时期的农学数据(叶面积指数LAI、干物重、氮积累量等)。农学参数与光谱参数相关性分析结果显示,全生育期下指数NDRE与农学参数整体相关性最佳,整个生育时期NDRE呈现“增长-峰值-下降”的正态分布模式,可用高斯函数对其进行模拟,其中以累积生长度日RAGDD为函数自变量,光谱指数NDRE为因变量,函数表达式为y=y0+A×e-(χ-χc)2/2×w2模型中分别包括y0、A、χc和W等4个参数,y0为前期波谷光谱值,围绕某一个值波动,视为土壤背景值或阈值;A为图像振幅,即水稻全生育时期下光谱指数最高值与最低值的差值;参数y0+A为图像峰值,对应不同处理下全生育期最大光谱指数值,χc为模型达到峰值所需的时间进程(移栽后天数DAT或相对累积生长度日RAGDD)值;W为形状参数,为图像的半波宽,W=FWHM/(?)。分析表明,y0+A与最终产量具有很好的相关性,从而基于模型参数y0+A构建了水稻籽粒产量估产模型。给定目标产量条件下,客利用估产模型对参数y0和A值进行计算,从而实现基于目标产量的水稻全生育时期适宜光谱指数动态变化的模拟。通过促花肥施用时间的前移、后移以及缺失变化研究了不同追氮时期的肥料效应因子。在分蘖肥后每隔10天追施促花肥(a),共5次一直到保花肥(b)结束,各个处理记为T+10、T+20、T+30、T+40、T+50,其中T+30为保花肥缺失,T+50为促花肥缺失,使a/(a+b)的值介于0到1之间。由于肥料效应因子受光、温、水、气等以及土壤本身的类型及结构等多种环境因素影响,因此,分别以N1和N2氮肥梯度处理的籽粒产量和参数yo+A值的最高峰值MAX(即最高产量)的距离记为1,则其他各个处理会落在其间,以其他处理相较于MAX的距离所占总距离的比值记为该处理的效应因子,最终建立了以RAGDD为时间尺度的水稻全生育时期肥料效应因子变化模型,测试结果表明,肥料效应因子随时间序列变化呈现一元二次方程Y=aX2+bX+c抛物线型变化,在分蘖盛期RAGDD约为0.35-0.40左右时期,水稻对肥料敏感程度最大,肥料的利用效率最高。本研究在前人研究水稻花前期指标动态的基础上,拓展构建了水稻全生育时期的光谱指标动态模型,并针对于不同产量目标,对模型参数进行了定量化研究,为水稻全生育时期的生长诊断提供了依据。同时,针对水稻全生育时期时序动态下肥料效应因子进行模型动态化构建,为今后水稻精确追肥提供了技术支撑。