利用植物多酚-葉綠素儀估算葡萄葉片氮狀況的反射指數
Dualex是一款源自于法國國家科學院 (CNRS)及巴黎第十一大學技術，由奧地利PESSL公司生產（原法國Force-A公司）開發的新型多功能葉片測量儀。它可同時準確測量葉片的葉綠素含量、葉片表層的類黃酮和花青素含量，適用于植物生理學和農學（如水稻葉綠素濃度，玉米氮素狀況，葡萄藤等）相關研究。
其測量對象可以是單子葉植物，雙子葉植物或多年生植物。這款設備簡單易用，可進行實時和非破壞性測量。由于不需要校準標定和事先的樣品制備，測量工作可在實驗室或現場完成。此外，該設備在各種溫度的和環境光照條件下均可正常使用。系統采用專利設計，光學傳感器可進行簡單、快速、無損測量葉片中的葉綠素、多酚以及花青素。
背景和目標
光學葉片感應植物氮（N）狀態可以根據植物需求施肥。本研究的目的是評估葉片反射率指數和手持設備在葡萄N和葉綠素（Chl）估算中的適用性。
方法和結果
對長期施肥試驗中的雷司令葉進行了氮和色素分析，并連續兩個季節記錄了其在可見光/近紅外范圍內的光譜反射率。在第二個季節，還使用基于Chl熒光的便攜式設備（Dualex）對葉片進行了測量。已發表的反射指數和熒光指數與色素和氮的濃度進行回歸。Chl/N比率的時間變化使通過Chl間接評估氮變得復雜。紅邊拐點和幾個三到四個波段指數可以很好地預測葉片N。熒光指數可以可靠地估計N和Chl。
結論
雖然葉色素可以通過簡單的雙波段指數進行分析，但準確的N估計需要更復雜的指數，如三波段指數或根據導數光譜計算的指數。
研究的意義
這項研究的數據將有助于種植者無破壞性地監測葡萄氮素狀況的時空變化，從而改善施肥。
Performance of reflectance indices and of a handheld device for estimating in-field the nitrogen status of grapevine leaves
Background and Aims
Optical leaf sensing of plant nitrogen (N) status enables fertilisation based on plant demand. The aim of this study was to assess the suitability of leaf reflectance indices and of a handheld device for the estimation of N and chlorophyll (Chl) in Vitis vinifera L. cv. Riesling.
Methods and Results
Riesling leaves from a long-term fertilisation trial were analysed for nitrogen and pigments and their spectral reflectance in the Vis/near-infrared range was recorded for two consecutive seasons. In the second season the leaves were also measured with a Chl fluorescence based portable device (Dualex). Published reflectance indices and fluorescence indices were regressed against the concentration of pigment and N. Temporal changes in the Chl/N ratio complicated the indirect assessment of N via Chl. Red edge inflection points and several three- to four-waveband indices allowed for a good prediction of leaf N. Fluorescence indices allowed for reliable estimation of N and Chl.
Conclusions
While leaf pigments can be analysed by simple two-band indices, accurate N estimation requires more complex indices such as three-band indices or indices calculated from derivative spectra.
Significance of the Study
Data from this study will assist growers to monitor non-destructively the spatial and temporal variability of grapevine N status and thereby, improve fertilisation.
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