高光谱可以检测冬小麦倒伏情况吗？

倒伏发生后，冬小麦光合作用降低，部分叶片和茎秆腐烂，影响光合产物的形成和运输，最终导致冬小麦产量大幅度降低。那么，有没有一种技术可以检测这种情况的发生，高光谱可以吗？本文结合现有资料和研究成果，进行了简单总结。

有学者利用地面光谱技术，通过测定自然条件下正常冬小麦和倒伏冬小麦的冠层光谱，结合光谱特征分析技术，揭示冬小麦倒伏与冠层光谱的响应机理。实验结果和分析如下：

1. 正常冬小麦和倒伏冬小麦的光谱差异

由图1可知，倒伏冬小麦的反射率比正常冬小麦的反射率高。正常冬小麦已接近成熟，叶片发黄，不具备绿色植被的光谱特征，而倒伏冬小麦由于发育进程受阻，叶片发绿，因此，倒伏冬小麦具有典型的绿色植被的光谱特征。

2. 不同冬小麦倒伏水平下的原始光谱分析

从图2可以看出，随着冬小麦倒伏程度的增加，冬小麦的绿光区域和近红外区域的光谱反射率也增大，说明光谱的反射率与冬小麦的倒伏程度呈正相关。在可见光范围内，随着波段的增加，正常冬小麦反射率是均匀增加的，而在红边区域内（680~760nm）光谱反射率随着倒伏程度的增加呈突然陡增的规律，说明冬小麦的“红边”与倒伏有关。倒伏发生时，冬小麦尚未成熟，倒伏冬小麦冠层光谱具有绿色植物的光谱特征，且随着其倒伏程度增加，冬小麦成熟度减小，其冠层光谱表现出绿色植物的光谱特征也更加明显。

3. 不同冬小麦倒伏水平下的一阶微分光谱分析

从图3可以看出，冬小麦的红边位置在红边区域内（680~760nm），倒伏冬小麦的红边面积和红边幅值比正常冬小麦大。随着冬小麦倒伏程度的增加，红边幅值和红边面积差异明显。说明光谱的红边特征与冬小麦的倒伏程度有关。

4. 不同冬小麦倒伏水平下的“红边”特征分析

由表1可知，冬小麦在受到倒伏胁迫后，其红边位置会随着冬小麦倒伏程度增加从691nm处移动到699nm处，冬小麦的红边幅值和红边面积会随着冬小麦倒伏程度的增加而增加。表明冬小麦倒伏越严重，红边位置会发生明显红移，冬小麦倒伏红边幅值和红边面积与倒伏严重程度呈正相关。

本研究表明，光谱的反射率与冬小麦的倒伏程度呈正相关，不同倒伏程度下冬小麦红边特征差异性显著，红边位置随着倒伏程度的加大而出现“红移”，红边幅值和红边面积也呈现增加的趋势。

本研究证实，冬小麦倒伏与光谱存在显著的响应关系，利用高光谱分析技术来监测冬小麦倒伏及倒伏程度存在理论可行性。