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在線冠層葉綠素觀測系統(tǒng)

傳統(tǒng)測量葉綠素含量主要是采用化學分析方法，此方法準確度較高，但是成本高、耗時長，操作復雜，且化學試劑的使用容易對環(huán)境造成污染。

NDVI、NDRE、PPR和CCCI植被指數(shù)的測量多采用光輻射傳感器，測量相應波段的植被反射光與入射光的比率得到，此方法需要進行繁瑣的后期計算才可以得到指數(shù)值，目前便攜式多光譜測量儀可以實現(xiàn)植被指數(shù)的快速測量，但無法在線長期連續(xù)監(jiān)測。而高光譜成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息量大，后期數(shù)據(jù)編譯專業(yè)能力要求高，且價格偏貴。

在線冠層葉綠素觀測系統(tǒng)可以直接測出冠層葉綠素含量（單位：mg/m²）、NDVI、NDRE、PPR & CCCI植被指數(shù)，無需后期計算、可以實現(xiàn)連續(xù)在線監(jiān)測。

二、主要應用

可評估作物養(yǎng)分情況、脅迫情況、以及產(chǎn)量情況 。

1、 冠層葉綠素含量（mg/m²），可用于測量:

ü 作物養(yǎng)分情況，氮素水平

2、 NDVI歸一化植被指數(shù)，可用于測量：

ü 作物冠層水分情況、干旱脅迫

ü 作物氮素水平

ü 作物葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、葉黃素和花青素含量

ü 作物葉面積指數(shù)

ü 有無病害、感染病蟲害的程度

ü 預測作物產(chǎn)量、生物質(zhì)含量

3、 NDRE歸一化紅邊指數(shù)，是NDVI的改進型，它對葉冠層的微小變化、林窗片  斷和衰老非常靈敏。它可用于精細農(nóng)業(yè)、森林監(jiān)測、植被脅迫性探測等，可用于測量：

ü 作物成熟度（Using Normalized Difference Red Edge Index to Assess Maturity in Cotton，Crop Physiology & Metabolism，Corey N. Thompson， 2019）

ü 作物氮含量

ü 評估產(chǎn)量、種子蛋白質(zhì)含量（Crop sensor based non-destructive estimation of nitrogen nutritional status, yield, and grain protein content in wheat，Agriculture ，2020,）

4、 PPR植物色素比率（R550-R450）/（R550 + R450），可用于測量：

ü 作物氮含量

ü 籽粒蛋白質(zhì)含量

ü 冠層葉綠素含量

5、 CCCI冠層葉綠素含量指數(shù)（CCCI=NDRE/NDVI），可用于測量：

ü 作物冠層氮含量

三、 技術(shù)參數(shù)

3.1 葉綠素含量探頭技術(shù)參數(shù)：

Ø 測量參數(shù)：CFR或葉綠素熒光比率（F735/F700）,葉綠素含量mg/m2;

Ø 測量面積：10cm—1.2m直徑

Ø 光源：LED 460 nm藍二極管的半帶寬為15nm。

Ø 檢測器：兩個固態(tài)高靈敏度探測器。 提供帶寬限制濾波器。同時進行雙波長檢測。 700nn至710nm，以及730 nm至740 nm。

Ø 測量模式：單獨測量或測量平均

Ø 重復性：取決于信號強度。對于信號強度較低的樣品，建議對多次測量取平均值。

Ø 對于信號強度高的樣品，比率值通常為+/-0.03或更高；

Ø 安裝：標準三角支架

3.2  NDVI、NDRE、PPR & CCCI光譜指數(shù)探頭技術(shù)參數(shù)：

Ø 測量參數(shù)：NDVI, NDRE, PPR, CCCI

Ø 測量面積：10cm—1.2m直徑

Ø 調(diào)制光設(shè)計：防止光化光強度差異

Ø NDVI歸一化植被指數(shù)

NDVI -  (r850-r720)/(r850+r720),

范圍：  0-1.00

Ø NDRE歸一化紅邊指數(shù)

NDRE-  (r720-r660)/(r720+r660),

范圍：  0-1.00

Ø PPR植物色素比率

PPR -  (r540-r450)/(r540+r450),

范圍：  0-1.00

Ø CCCI冠層葉綠素含量指數(shù)

CCCI - NDRE/ NDVI

范圍：  0-1.00

Ø 安裝：標準三角支架

3.3 數(shù)據(jù)采集器技術(shù)參數(shù)：

Ø 采樣速率：      1~10000點每秒，根據(jù)不同測量自動選擇

Ø 存儲空間：     2GB

Ø 算法：25ms內(nèi)8點平均值計算F_M, F_M', F_O, & F_S，降低噪音值

Ø 輸出: CSV文件，可以通過wifi，以太網(wǎng)、U盤傳輸；可選手機、無線點對點、衛(wèi)星電話傳輸方式

Ø 供電：可以根據(jù)要求提供外部12伏電池。可以使用太陽能電源和主電源。

Ø 操作溫度： -10℃~+50℃