學位論文選題報告

1、西 南 大 學專業(yè)學位研究生學位論文選題報告學 號 112006325000027 姓 名 張 璇 專業(yè)學位類別 專 業(yè) 領(lǐng) 域 培 養(yǎng) 單 位 校 內(nèi) 導 師 校 外 導 師 年 月 日填 表 說 明1、此表在導師指導下，由研究生填寫。經(jīng)開題報告公開論證會討論通過，完清審核簽字手續(xù)后，提交培養(yǎng)單位一式兩份。答辯前由培養(yǎng)單位報研究生院一份。2、專業(yè)學位類別：(1) 教育碩士；(2)農(nóng)業(yè)推廣碩士；(3)獸醫(yī)碩士；(4)工程碩士。3、培養(yǎng)單位：學生所屬學院、所、中心學位論文題目：土壤水分脅迫條件下柑橘生理變化及其光譜相應(yīng)特征研究論文選題依據(jù)（包括國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、選題的理論意義或?qū)嵱脙r值、研究的特色

2、及重要參考文獻目錄等） 果樹受到水分脅迫時幼葉柵欄組織厚度明顯增加，葉綠素含量受干旱的影響,隨干旱加重及持續(xù)時間的延長而明顯降低，對葉片表面角質(zhì)層厚度也有一定影響。進而反映在葉片的反射光普上，可被地物光譜儀準確探測并形成相應(yīng)的光譜曲線。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的精準化和標準化已經(jīng)成為世界農(nóng)業(yè)技術(shù)進步的代表和趨勢，而遙感監(jiān)測、光譜探測技術(shù)是其中的重要環(huán)節(jié)之一和基礎(chǔ)性工作。近紅外光譜(Near Infrared Spectroscopy,簡稱NIRS)分析技術(shù)是20世紀80年代后期迅速發(fā)展起來的一項測試技術(shù)。Dyer1總結(jié)近紅外應(yīng)用包括: 常成分分析,能量含量、氨基酸含量、脂肪酸含量、礦物質(zhì)含量、物理特性等。

3、王紀華2、馮先偉3應(yīng)用地物光譜儀對小麥、棉花的水分狀況進行了研究，其結(jié)果為進一步的研究奠定了基礎(chǔ)。馬亞琴等4在不同灌水量條件下,對棉花單葉葉綠素含量和單葉全氮含量做相關(guān)分析,并采用地物光譜儀,獲取北疆棉花冠層關(guān)鍵生育時期的高光譜數(shù)據(jù)。結(jié)果表明:葉綠素含量與TN含量呈顯著的正相關(guān)。認為紅邊位移現(xiàn)象結(jié)合紅邊高度的變化,用于診斷棉花水分脅迫是可行的,關(guān)鍵是建立相應(yīng)的診斷指標體系。棉花光譜分析能快速、簡便、較精確、非破壞性地監(jiān)測植物氮素營養(yǎng)水平,可及時提供追肥信息。張宏名5通過小麥田間光譜測定。在中紅外水分吸收帶內(nèi)，反射率與植株含水率呈反相關(guān)趨勢。在農(nóng)作物冠層的紅外發(fā)射光譜方面，在一定天氣條件下冠層溫

4、差指數(shù)變化與農(nóng)田水分狀況有關(guān)。王樹東6等用臭椿樹、冬青樹、丁香樹作為研究對象，研究表明葉片不同的水分損失率時,波譜發(fā)生紅邊及與之相關(guān)的參數(shù)呈現(xiàn)往復變化;不同的葉片變化程度不同;新成葉片變化率不同認為其主要可能原因是由于幾種植物的物種的生物特性之間的差別和生命力有所不同所致,所以幾種植物的紅邊及其相關(guān)參數(shù)變化呈現(xiàn)出不同的規(guī)律,從而為在這一季節(jié)應(yīng)用高光譜遙感監(jiān)測植被的因干旱受水分脅迫、生理生態(tài)特性變化的監(jiān)測提供依據(jù)。但是,是否其它生長季節(jié)也會表現(xiàn)出相似的變化有待進一步研究。由于光譜探測和精準管理系統(tǒng)的重要意義和應(yīng)用前景，使得該技術(shù)體系研究受到了相關(guān)國家政府和產(chǎn)業(yè)協(xié)會的高度重視與大投入支持，國家“8

5、63”、“973”項目都大力度支持了這方面的研發(fā)工作，但幾乎都沒有涉及多年生果樹作物。為研究大規(guī)模柑桔商品化生產(chǎn)基地的遙感監(jiān)測技術(shù)體系，為最終研究開發(fā)能夠與柑橘生產(chǎn)基地配套、較為完整、科學和實用的現(xiàn)代精準施肥、精準灌溉、高效植保、適期采收等精準管理技術(shù)體系和果品生產(chǎn)綜合技術(shù)體系IFP奠定了基礎(chǔ)。這一技術(shù)體系也將是我國柑橘產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)競爭力水平提升和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展對現(xiàn)代管理技術(shù)的迫切需要。重要參考文獻目錄：1 Daniel J . Dyer. 任鵬編譯. 近紅外光譜技術(shù)研究進展. 國外畜牧科技,1998 ,25(4) :19222 王紀華,趙春江,郭曉維,田慶久 用光譜反射率診斷小麥葉片水分狀況的研

6、究3 馮先偉,陳曦,包安明,孫莉,王登偉,馬亞琴 水分脅迫條件下棉花生理變化及其高光譜響應(yīng)分析4 馬亞琴 水分脅迫下棉花冠層葉片氮素狀況的高光譜估測研究5 張宏名 農(nóng)田作物光譜特征及其應(yīng)用6 王樹東,劉素紅,丁建麗,唐義閔,李向.葉片水分含量光譜響應(yīng)變化研究J.干旱區(qū)地理,2006,29(4):510516（本欄不夠可另加頁）主要研究內(nèi)容，擬解決的關(guān)健問題或技術(shù)難點以及預(yù)期達到的目標：1. 主要研究內(nèi)容：按Hsiao的標準，葉片相對含水量(RWC)減低10%20%屬中度缺水, 減低20%以上為嚴重缺水。利用光譜儀測定在不同缺水情況下，柑橘葉片的光譜特征，并對其生理生化指標進行分析。通過數(shù)據(jù)處理

7、尋求二者間相關(guān)聯(lián)之處，尋找一種利用光譜反射率快速無損診斷柑橘葉片水分狀況、葉綠素含量，進而建立相應(yīng)的診斷指標體系。2. 擬解決問題：重慶地區(qū)年降雨量在1000-1200毫米，降雨時空分布不均，一年四季均有干旱，尤以4-5月的夏旱和7-8月的伏旱為重。水是柑橘生命活動中最重要的因素之一，在降水較少的時節(jié)如何及時而又節(jié)水的對柑桔進行灌溉具有重要意義。傳統(tǒng)方法對樹體水分狀況的監(jiān)測耗時相對較長，而當樹體出現(xiàn)明顯的缺水表征時有可能已達到了對樹體及果實有損的水分虧缺狀態(tài)。因此快速無損的對柑橘的水分狀況作出判斷，對重慶地區(qū)柑橘生產(chǎn)既具有重要的理論價值，又具有重要的實踐意義。3. 技術(shù)難點： 國內(nèi)外研究多集中

8、于大田作物，在果樹上的應(yīng)用鮮有報道。柑橘的光譜響應(yīng)波段尚不清楚，需進行大量的數(shù)據(jù)采集、分析。同時，以往研究大多使用單葉進行試驗，對植株整株水分狀況的模擬不足。單葉水分含量變化大，易調(diào)控。而植株作為一個整體，有其內(nèi)部的調(diào)控機制。在強制制水條件下，植株上葉片含水量的變化往往較單葉微小。因此，需要尋求更能代表植株整體的檢測方式。4. 預(yù)期達到的目標：尋求柑橘葉片對水分反應(yīng)的特征波段，研究柑橘園土壤、植株的水分光譜探測技術(shù)，建立包括探測、模擬、預(yù)測、無損監(jiān)測和精準管理決策支持的完整系統(tǒng)。在覆蓋強制制水和正常灌水條件下，土壤水分含量與葉片水分含量及光譜特征的動態(tài)變化差異，建立土壤含水量與葉片含水量及光譜

9、反射強度的相關(guān)性。并以光譜曲線預(yù)測植株含水狀況，驗證二者是否相符。向果農(nóng)及時發(fā)布肥、水管理預(yù)警和建議，研發(fā)出柑橘園營養(yǎng)和水分的無損適時檢測技術(shù)。主要研究方法（或技術(shù)路線，實施方案）：1. 技術(shù)路線：試材品種的選取及栽植正常灌水（CK） 控水處理 測定葉片RWC的降低量分析葉片波譜測定正常情況下葉片的各項指標 光譜對葉片水分含量的響應(yīng)光譜特征反射峰特征參數(shù)進行定量描述和計算尋求土壤含水量與光譜特征參數(shù)及植株含水狀況間線性關(guān)系田間校正檢驗樹體水分狀況的遠程診斷技術(shù)2. 實施方案：盆栽設(shè)正常灌水(CK)，干旱脅迫3，6，9，12，15，18d （按土壤含水量水平的劃分標準: 輕度脅迫(18.6%以上

10、) , 中度脅迫(6%18.6%),嚴重脅迫(6%以下)1，2。根據(jù)楊方云等3在實驗過程中的數(shù)據(jù)表明，在9月自然高溫條件下干旱26d處于輕度脅迫下,干旱814d處于中度脅迫水平。因此設(shè)計持續(xù)干旱的天數(shù)至少應(yīng)在14天以上。）7個處理 每個處理10株 共計用苗70株（考慮供試植株的足量和整齊性，開始采用每處理12株，共定植84株盆栽樹的試驗設(shè)計）從夏梢自剪開始，選擇樹體整齊一致的盆栽樹澆透水1次，每天監(jiān)測制水處理盆栽樹土壤含水量。在土壤含水量降到20%時開始進行制水處理：每3天停止10盆植株的灌水，其余試驗盆適度灌水（以補充水分達到土壤含水量20%為標準）（下雨時需對已經(jīng)進行制水處理的植株進行覆蓋

11、防水）；在最后一批需制水植株停止灌水3天以后，同時進行取樣分析和測量。大棚內(nèi)以沙土為基質(zhì)，各條溝間以50cm深的塑料薄膜隔斷防止各不同水分處理間水分擴散。選取長勢相對一致的健壯植株為試才。設(shè)正常灌水（CK）和干旱脅迫兩個處理。在干旱處理過程中，不斷測量葉片相對含水量(RWC)的下降狀況。在葉片相對含水量的下降達到各不同缺水標準時，分析以下生理、形態(tài)及光譜指標，采用光譜反射特征定量分析技術(shù)對柑桔葉片的光譜特征反射峰特征參數(shù)進行定量描述和計算。測定指標：1.枝條、葉片相對含水量（RWC） 相對含水量=（鮮重-干重）/干重（或鮮重）*100% 2.葉綠素含量 SPAD-502 (或丙酮提取法) 3.

12、近紅外波段光譜吸收特征參量 7802500nm 近紅外光譜區(qū)4.柑橘葉片蠟質(zhì)厚度和氣孔開放度 石蠟切片5.土壤含水量1 Hsiao T C. Plant responses to water stress. Ann. Rev. Plant Physiol . , 1973 ,24 : 5196702郭惠清,田有亮. 楊幼樹水分生理指標和光合強度與土壤含水量關(guān)系的研究J . 干旱資源與環(huán)境,1998 (12) : 101- 10613 楊方云, 魏朝富, 劉英 干旱脅迫下甜橙葉片保護酶體系的變化研究研究地點、年度計劃及經(jīng)費預(yù)算：1. 研究地點：中國農(nóng)科院柑橘研究所2. 年度計劃：2007年采集預(yù)

13、備試才的土壤和葉片樣品，進行不同灌水水平和特征光譜預(yù)備試驗分析；在不同季節(jié)和丘陵果園不同部位采集土壤、葉片樣品，分析特征光譜和含水量；建立人工控制施肥和灌水的試驗場，栽植柑橘苗，進行不同水分處理。2008年再次采集土壤和葉片樣品，進行主要營養(yǎng)成分、含水量和特征光譜響應(yīng)分析，記載單株產(chǎn)量；測定水分脅迫處理后的植株葉片含水量、樹干液流，以及葉片等波譜特征，提出柑桔植株水分及營養(yǎng)代謝對植株光譜的響應(yīng)模型，初步構(gòu)建灌水需求的預(yù)報決策系統(tǒng)。對預(yù)報與決策系統(tǒng)進行可靠性驗證；研究形成山地果園水分無損快速診斷與遠程決策專家系統(tǒng)和灌溉田間指導圖制作技術(shù)。3. 經(jīng)費預(yù)算：論文新意預(yù)測或論文的經(jīng)濟效益和社會效益預(yù)測

14、及成果應(yīng)用設(shè)想：1. 論文新意預(yù)測研究篩選出與柑橘園土壤和植株水分狀況相關(guān)的特征光譜，建立水分狀況無損檢測和適時預(yù)報決策系統(tǒng)，首次在我國開發(fā)出柑橘水分逆境的無損適時監(jiān)測技術(shù)體系。2.主要經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益（1）以集約化柑橘基地為研究平臺，通過對柑橘水分狀況的光譜探測與遠程決策技術(shù)體系中的關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān)研究，開發(fā)將對于快速提高我國柑橘的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)水平、大幅度提高基地生產(chǎn)效益和柑橘果品競爭力發(fā)揮重要的作用。（2）相關(guān)研究內(nèi)容符合相關(guān)學科國際發(fā)展趨勢，是我國柑橘產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)小生產(chǎn)走向集約化商品生產(chǎn)的迫切需要，對于全國柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)代精準管理技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義和較高的理論價值。通過本研究，將在遠程肥水管理決策方面實現(xiàn)理論突破和技術(shù)創(chuàng)新探索，對我國柑橘管理