通过开展光谱测试试验, 对黄萎病棉叶光谱测试影响因素进行准确性分析, 明确各因素对黄萎病棉叶光谱识别的影响程度, 优化其光谱测试方法。 结果表明: 黄萎病不同严重程度下, 棉叶病症部位反射率形状和大小在所有波段均高于正常部位, 差异显著; 白板做底板时棉叶光谱值在可见光波段略高于黑板, 其他波段显著高于黑板; 棉叶主茎叶影响较小, 旁叶影响较大; 相同或相邻叶位影响较小, 不同叶位影响较大; 正常叶叶位影响较小, 病害叶叶位影响较大; 棉叶背面光谱反射率在可见光波段高于正面, 近红外波段呈先高后平再低的趋势, 短波红外波段呈先高后低的趋势; 不同测试时间, 测试品种的棉叶光谱特征差异较小, 单一条件下对病害识别的影响在可接受范围内; 不同测试试验区的棉叶光谱特征差异很小, 对病害识别基本无影响。 各因素对黄萎病棉叶光谱识别的影响程度不同, 结果可为作物病害光谱识别的研究人员提供参考。

通过小麦氮素和品种对比试验, 分析不同氮素和品种处理小麦生育期氮肥偏生产力与光谱参数的相关关系, 建立小麦氮肥偏生产力的光谱参数估算模型, 结果表明绿度植被指数（GREENNDVI）在拔节期与小麦氮肥偏生产力呈极显著相关, 相关系数0.640　4。　用GREENNDVI在拔节期建立小麦氮肥偏生产力的估算模型, 均方根误差0.459　7。 研究表明利用光谱参数可以有效地估算小麦氮肥偏生产力。

棉花精准生产对于无损、 快速的植株氮含量监测技术有迫切需求。 研究棉花冠层光谱特征及其与植株氮含量间的定量关系, 可以实现棉株氮素的无损监测。 通过连续两年不同施氮量试验, 采集棉花冠层高光谱数据并同步测定冠层植株氮含量, 分析不同氮肥处理下棉花冠层高光谱特征及其与棉株氮含量间的关系。 结果表明: 不同时期棉株氮含量与光谱反射率在可见光波段(400～700 nm)显著负相关, 在近红外700～1 300 nm波段显著正相关, 而在短波红外1 300～1 800 nm波段的相关性较为复杂。 冠层尺度下, 在棉花整个生育阶段, 可见光波段均为棉株氮含量的敏感波段, 而近红外波段仅在盛铃期是棉株氮含量的敏感波段； 短波红外波段仅在盛蕾期是棉株氮含量的敏感波段。 利用不同时期棉株氮素敏感波段可以构建棉株氮素监测指标。

生物量、 氮素含量和LAI(leaf area index)是生态系统中表征作物长势最重要的参数, 叶干重、 叶片氮素含量和LAI实时动态监测对小麦氮素营养诊断和管理调控具有重要意义。 选用了五个小麦品种和四个氮素水平的比较实验, 研究不同处理冬小麦抽穗到黄熟期氮素丰度(NR)与光谱反射率差值(ΔＲ)的关系, 建立冬小麦后期氮素丰度监测模型。 结果表明, 不同品种的冬小麦冠层叶片氮素丰度随生育进程推进而增加, 不同氮素处理氮素丰度大小为N0>N3>N1>N2, 光谱参量TCARI和VD672与氮素丰度的相关性最好, 相关系数(r)分别为0.870和0.855, 其建立氮素丰度估测模型的决定系数分别为0.757和0.731, 预测准确率达84.56%和80.13%。 光谱参数TCARI和VD672可以有效地评价小麦后期冠层叶片氮素状况, 可以对氮素丰度进行准确可靠的监测。

通过小区和大田同步调查棉花黄萎病, 在不同生育期测定病叶光谱及其色素含量。 将病叶光谱反射率、 一阶微分及相应的特征参数与色素含量进行相关分析, 建立病叶色素含量估测模型并检验。 结果表明: 病叶叶绿素a, b及a+b含量可见光反射率、 与一阶微分光谱在蓝边、 黄边和红边处与除红边振幅(Dr)外的其他光谱特征参数间均达极显著相关。 转换叶绿素吸收反射指数(TCARI)和新建归一化植被指数(NDVI［702, 758］)对叶绿素a, b及a+b含量的估测精度最高, 相对误差均小于1.3%。 考虑到NDVI［702, 758］建立的模型更实用, 可做为病叶叶绿素a, b和a+b含量的最佳估测模型。 研究结果对高光谱信息定量估测病害棉叶色素含量, 对利用高光谱监测棉花长势及病害影响评价均具有较高的实用价值。