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　　3 结果与分析

　　3.1 土壤养分空间差异程度分析

　　在气象条件相似的情况下，土壤养分在很大程度上成为决定小麦品质的重要因素，为了研究小麦品质的空间变异规律，首先对研究区域的土壤养分空间变异情况进行研究。取小麦生长旺盛的拔节期和乳熟期的土壤养分数据进行分析，统计出每个试验区的最小值、最大值和均值，比较其在空间上的差异水平，为土壤养分与光谱相关性研究做好准备，统计数据见表1。根据全国第二次土壤普查结果的分级标准[13]，对比表1数据，3个试验区的铵态氮含量在拔节期均属中等水平（四级：60～90 mg/kg），但在乳熟期Ⅰ区和Ⅲ区变异较为严重，铵态氮含量为五级水平（30～60 mg/kg）；Ⅱ区的速效磷含量在两个时期均处于缺失水平，其他试验区含量较高；所有试验区的速效钾含量均处于较高水平。从土壤养分的变异情况看，三个试验区的土壤养分在两个生长期的变异均属中等强度的变异，说明试验区的土壤养分在空间上存在较为明显的差异，可以进行明确的变量施肥管理，从客观上改善作物的生长条件，为实现高产打下基础。

　　3.2 基于叶面积指数的作物长势空间变异分析

　　以上述叶面积指数计算公式为基础，计算出每个试验小区的叶面积指数，然后对每一个试验区数据取均值，计算对应的标准差，最终得到每个时期各试验区的叶面积指数及其变异系数结果如表2所示。由表2可知，在拔节期3个试验区的叶面积指数比较接近，因为在此期间地表土壤裸露较多，作物刚开始生长，统一地区的不同区域之间不会形成较大差距，但就变异系数而言，Ⅱ区明显大于Ⅰ区和Ⅲ区，主要因为Ⅱ区位于城市近郊，作物的生长环境与其他两个区域相比较为恶劣；抽穗期3个试验区的均值相差不大，但Ⅱ区依然明显较低，同时其变异系数较小，说明Ⅱ区的作物整体长势接近，其次是Ⅲ区，而Ⅰ区的变异系数明显高于其他两个区，主要受到水、肥的影响，导致该区局部生长差异；乳熟期3个试验区的变异系数与抽穗期相比均无较大变化，说明此时作物整体长势较稳定，不同试验区之间存在差异，Ⅰ区的长势最为稳定。总体来看，通过对不同时期叶面积指数进行测定，作物在整体上表现出的差异不大，但局部区域有一定的差异；Ⅱ区由于周围环境及灌溉和施肥的影响，作物长势不如其他两个试验区。

　　3.3 基于光谱指数的作物长势空间变异分析

　　以实测的光谱数据为基础，利用优化土壤调节植被指数（OSAVI）公式计算优化土壤调节植被指数，统计各试验区的均值和标准差，最终得到不同生长期内各区域OSAVI值及其变异系数结果如表3所示。由表3可知，拔节期Ⅱ区的光谱指数变异系数为17.70%，远高于Ⅰ区和Ⅲ区的6.12%和9.80%，说明Ⅱ区麦田光谱差异较大，其原因是该区处于城市边缘近郊，受环境影响较大，特别是拔节期地面裸露较多，易受周边环境影响；抽穗期Ⅱ区的光谱指数差异也较为明显，原因同上，但该时期的变异系数与其他两个试验区的差别缩小，因为地表的覆盖率增加，周围环境对土壤的影响变小，光谱指数主要受作物冠层叶绿素含量的影响；乳熟期3个试验区的光谱变异系数差值进一步缩小，充分证明了环境对土壤的影响较为明显，说明在种植时通过施肥等措施调整了作物的长势，降低了作物长势在空间上的变异程度。

　　4 结论与展望

　　本研究利用作物在关键生长时期的叶面积指数、光谱指数及土壤养分含量，对许昌市不同区域的冬小麦长势及品质的空间变异情况进行定量分析和评价。

　　1）早期冬小麦的长势变异较大，从农田养分来看，距离城市较近的区域受环境影响更大，整体长势不如远郊农田，应加强灌溉及施肥引导，借助外力改善作物的生长条件，弥补其在空间上的差异。

　　2）不同的光谱信息对作物叶面积指数及叶绿素含量的变化敏感度不同，作物在生长旺盛期，不同的土壤条件和区域环境反映出叶面积指数存在较大差异，即使同一试验区的不同区域间也有较敏感的表现。

　　3）冬小麦的光谱信息与其长势有较好的相关性，早期不同区域的长势存在较明显的差异，但随着冬小麦生长进入稳定期，空间上的这种差异逐步缩小，但整体的变异依然存在，可以通过人为干预进行改善，降低其空间上的差异程度。

　　4）农田养分对作物的长势影响较大，通过变量施肥可降低作物长势及空间变异系数，通过叶面积指数与光谱指数等指标的测定可以对其影响进行检验，以便为农业生产和管理提供信息，为作物品质检测和管理提供新的途径和方法。

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