1、引言

葡萄的生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)勢(shì)差異,勞動(dòng)力需求量大、成本高。基于地物光譜特性的遙感技術(shù)的歸一化植被指數(shù)(NDVI)成功應(yīng)用于大范圍葡萄生長(zhǎng)勢(shì)觀(guān)測(cè),但是采用該技術(shù)對(duì)同一地塊內(nèi)葡萄樹(shù)體生長(zhǎng)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(zhǎng)的葡萄生長(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)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(zhǎng)狀況將每一地塊內(nèi)葡萄生長(zhǎng)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(jiàn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shù)上的所有新梢和副梢的長(zhǎng)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(zhǎng)度總和(cm);7月23日清晨葉面露水消退后,每株樹(shù)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(guān)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(zhǎng)勢(shì)田間觀(guān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行回歸分析。

圖1不同生長(zhǎng)勢(shì)植株新梢生長(zhǎng)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(shù)

3、結(jié)果與分析

3.1樹(shù)體的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀況

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

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

3.2歸一化植被指數(shù)NDVI

生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)的樹(shù)NDVI顯著大于弱生長(zhǎng)勢(shì)樹(shù),而對(duì)于8號(hào)地塊,強(qiáng)生長(zhǎng)勢(shì)樹(shù)與中庸樹(shù)之間的NDVI差異不顯著(表2)。觀(guān)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(jiàn)圖2。可以看出,該圖像能明顯地把生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)的小區(qū)與生長(zhǎng)勢(shì)弱的小區(qū)區(qū)分開(kāi)來(lái):生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)的小區(qū)紅色更深(圖中的紅線(xiàn)框內(nèi)的區(qū)域),而生長(zhǎng)勢(shì)弱的小區(qū)藍(lán)色更深(圖中的藍(lán)線(xiàn)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(shù)體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀況之間的關(guān)系

進(jìn)一步對(duì)NDVI與葡萄各營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)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(zhǎng)速度(y=54.97x+16.42,r2=0.43)、新梢最終長(zhǎng)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(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。但是,在NDVI與樹(shù)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(zhǎng)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(lái)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(lái)葡萄生產(chǎn)中使用具有廣闊的前景。

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審核編輯 黃宇