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1、引言

葡萄的生長勢(shì)通常被看作是顯著影響果實(shí)產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素。由于微生態(tài)環(huán)境條件如土壤狀況、氣候條件等的差異,即使栽培于同一地塊上的同一品種的葡萄,其生長勢(shì)也可能存在較大的差異,導(dǎo)致顯著影響?yīng)毩l(fā)酵單元內(nèi)原料質(zhì)量均一性和葡萄酒品質(zhì)。了解栽培地塊內(nèi)的葡萄生長勢(shì)差異和確定與之相適應(yīng)的栽培管理技術(shù)措施,是提高葡萄原料品質(zhì)的重要基礎(chǔ)工作。然而,人工調(diào)查地塊內(nèi)所有單株的生長勢(shì)差異,勞動(dòng)力需求量大、成本高?；诘匚锕庾V特性的遙感技術(shù)的歸一化植被指數(shù)(NDVI)成功應(yīng)用于大范圍葡萄生長勢(shì)觀測(cè),但是采用該技術(shù)對(duì)同一地塊內(nèi)葡萄樹體生長勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)的研究報(bào)道在世界范圍仍然很少。本文利用NDVI評(píng)價(jià)同一地塊內(nèi)生長的葡萄生長勢(shì)差異的研究結(jié)果,以期為采用基于地物光譜特性的遙感技術(shù)快速、準(zhǔn)確、低成本地評(píng)價(jià)葡萄生長狀況提供依據(jù)。

2、材料與方法

2.1研究區(qū)概況及其樣品采集

本試驗(yàn)于2002年4～8月在法國波爾多的瑪歌(Margaux)產(chǎn)區(qū)Palmer酒莊的葡萄園進(jìn)行。品種為赤霞珠和梅鹿輒(Vitisvinifera)。株行距1m×1m,采用居約特式(Guyot)整枝方式,籬架高112m,試驗(yàn)地塊內(nèi)采用相似的栽培管理技術(shù)。選擇3個(gè)地塊,并根據(jù)多年葡萄生長狀況將每一地塊內(nèi)葡萄生長勢(shì)劃分為強(qiáng)、中、弱等不同區(qū)域,每個(gè)區(qū)域內(nèi)選定4個(gè)小區(qū)進(jìn)行研究(即4次重復(fù)),試驗(yàn)區(qū)及小區(qū)分布具體情況見表1。

表1試驗(yàn)地塊基本情況

每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選擇6株進(jìn)行研究。5月22日～8月13日(新梢停止生長期)對(duì)每株選定1個(gè)新梢(不摘心和不去副梢)分8次測(cè)量新梢長度動(dòng)態(tài);分別在花期(6月6日)、封穗期(7月25日)和果實(shí)轉(zhuǎn)色期(8月13日)測(cè)定了葡萄葉片葉綠素指數(shù)(N-Tester指數(shù)) ;8月13日測(cè)定所有試驗(yàn)樹上的所有新梢和副梢的長度,并根據(jù)y=20.074x+326.42(梅鹿輒)和y=20.73x-695.31(赤霞珠)計(jì)算單株葉面積〔y為單株葉面積(cm2),x為所有一次新梢和副梢的長度總和(cm);7月23日清晨葉面露水消退后,每株樹選擇2片成熟葉片,套在外層為錫箔紙內(nèi)層為黑色塑料的袋內(nèi),利用壓力室法測(cè)定葉柄午間水勢(shì);7月22日正午,選用直升飛機(jī)作為遙感平臺(tái),使用24×36mm,f=35～105mm相機(jī)加裝黃色濾光片(12號(hào))和柯達(dá)EIR膠片作為傳感器,拍攝每一試驗(yàn)地塊的彩紅外圖像;同時(shí),使用24×36mm,f=35～80mm的相機(jī)和普通200ASA膠片作為傳感器,拍攝每一試驗(yàn)地塊彩色圖像。所獲得的圖像正片,利用掃描儀在1950dpi分辨率下掃描,在256灰度下分解彩紅外圖像(紅色對(duì)應(yīng)紅外,綠色對(duì)應(yīng)紅色),采用圖像處理軟件獲取觀測(cè)對(duì)象的NDVI。進(jìn)行方差分析以及相關(guān)性分析,在Excel中對(duì)NDVI與葡萄長勢(shì)田間觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行回歸分析。

圖1不同生長勢(shì)植株新梢生長動(dòng)態(tài)圖中數(shù)字表示地塊;V、M和W分別代表強(qiáng)、中和弱樹

3、結(jié)果與分析

3.1樹體的營養(yǎng)生長狀況

赤霞珠和梅鹿輒同一地塊內(nèi)不同生長勢(shì)的植株整個(gè)生長季節(jié)里新梢日平均生長速度在強(qiáng)樹和中庸樹與弱樹間存在顯著差別,但強(qiáng)樹與中庸樹之間差異不顯著(表2)。研究不同樹勢(shì)的植株在整個(gè)季節(jié)里的新梢生長動(dòng)態(tài),圖1表明,兩個(gè)品種生長勢(shì)強(qiáng)的樹,除在同一日期其日平均生長速度顯著高于弱樹外，其新梢生長期也顯著長于弱樹。所有地塊內(nèi)的赤霞珠和梅鹿輒不同樹勢(shì)植株的新梢長度單株葉面積與新梢日平均生長速度表現(xiàn)一致(表2)。生長勢(shì)強(qiáng)和中庸的植株新梢長度和單株葉面積顯著高于弱樹,但在生長勢(shì)強(qiáng)和中庸的植株之間差異不顯著。生長勢(shì)強(qiáng)植株的N-Tester指數(shù)顯著高于弱樹,但在8號(hào)地的中庸樹N-Tester指數(shù)顯著低于生長勢(shì)強(qiáng)的植株,但與弱樹之間差異不顯著 (表2)。對(duì)樹體水勢(shì)的研究結(jié)果表明,3個(gè)地塊中只有8號(hào)地內(nèi)不同生長勢(shì)植株間有顯著的差異:生長勢(shì)強(qiáng)的樹中庸樹其樹體水勢(shì)顯著高于弱樹; 其他兩塊地樹勢(shì)間無顯著差異。

表2不同樹勢(shì)的葡萄植株的生長狀況及N2Tester指數(shù)和樹體水勢(shì)

3.2歸一化植被指數(shù)NDVI

生長勢(shì)強(qiáng)的樹NDVI顯著大于弱生長勢(shì)樹,而對(duì)于8號(hào)地塊,強(qiáng)生長勢(shì)樹與中庸樹之間的NDVI差異不顯著(表2)。觀測(cè)對(duì)象的NDVI在地理信息系統(tǒng)進(jìn)行可視化處理的結(jié)果見圖2?？梢钥闯?/span>,該圖像能明顯地把生長勢(shì)強(qiáng)的小區(qū)與生長勢(shì)弱的小區(qū)區(qū)分開來: 生長勢(shì)強(qiáng)的小區(qū)紅色更深(圖中的紅線框內(nèi)的區(qū)域),而生長勢(shì)弱的小區(qū)藍(lán)色更深(圖中的藍(lán)線框內(nèi)的區(qū)域)。

圖2試驗(yàn)地塊1(左)、57(中)、8(右)歸一化植被指數(shù)圖

3.3歸一化植被指數(shù)NDVI與樹體營養(yǎng)生長狀況之間的關(guān)系

進(jìn)一步對(duì)NDVI與葡萄各營養(yǎng)生長指標(biāo)之間的相關(guān)性分析結(jié)果表明,NDVI與葡萄植株新梢的日平均生長速度(y=54.97x+16.42,r2=0.43)、新梢最終長度(y=473.5x+190.3，r²=0.343)、單株葉面積(y=2.93x+0.92,r²=0.46)及指數(shù)N-Tester(y=295.8x+392.6,r²=0.52)之間均存在顯著的直線正相關(guān)關(guān)系。但是,在NDVI與樹體水勢(shì)之間不存在顯著的相關(guān)關(guān)系

4、結(jié)論

應(yīng)用遙感技術(shù)測(cè)定NDVI能快速評(píng)價(jià)葡萄生長勢(shì)的差異,為確定與之相適應(yīng)的栽培管理技術(shù)決策提供依據(jù),其結(jié)果數(shù)據(jù)可以更好地與越來越廣泛的機(jī)械化操作相適應(yīng),從而提高釀酒葡萄原料質(zhì)量均一性,保證獲得高品質(zhì)的葡萄酒。這一技術(shù)在未來葡萄生產(chǎn)中使用具有廣闊的前景。

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