基于無人機(jī)的遙感技術(shù)是一種很有前景的非破壞性和高通量作物水氮效率評估方法。利用無人機(jī)分別在兩個地點(diǎn)對3種小麥基因型進(jìn)行了4種水分（T0 = 0mm，T1 = 80mm，T2 = 120mm，T3 = 160mm）和4種氮（T0 = 0，T1 = 120kg ha-1，T2 = 180kgha-1，T3 = 240kg ha-1）處理的田間試驗(yàn)。同時，還測量了水和氮指標(biāo)（如生物量和氮含量）的地面破壞性數(shù)據(jù)，以驗(yàn)證空中監(jiān)視結(jié)果。利用UAV記錄了紅色歸一化差值植被指數(shù)(RNDVI)、綠色歸一化差值植被指數(shù)(GNDVI)、歸一化差值紅邊指數(shù)(NDRE)、紅邊葉綠素指數(shù)(RECI)和歸一化綠紅差值指數(shù)(NGRDI)等多光譜特征，其高r值可達(dá)0.90。根據(jù)生物量(WUE.BM)計(jì)算的水分利用效率(WUE) R2 = 0.69 ~ 0.89，谷物產(chǎn)量(WUE.GY) R2 = 0.80 ~ 0.86, NGRDI被認(rèn)為是最有效的無損指標(biāo)。RNDVI較好地預(yù)測了由植物樣品氮含量(NUE.NC)計(jì)算出的氮利用效率的表型變異，R2值較高，在0.72 ~ 0.94之間，而NDRE預(yù)測NUE.NC和NUE.GY的一致性均在0.73至0.84之間，且均方根誤差低。


水氮利用率表型的試驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和無人機(jī)平臺。

基于無人機(jī)的遙感結(jié)果表明，處理T2在120mm的水和180kg ha-1的氮供應(yīng)試驗(yàn)中是最佳的水和氮吸收高GY的最合適劑量。在三個品種中，中麥895在水和氮處理中的WUE和NUE效率較高。


供水處理下的多光譜性狀(A) RNDVI、(B) GNDVI、(C) NDRE、(D) RECI、(E)生物量(WU.BM)和籽粒產(chǎn)量(WU.GY)估算的NGRDI和水分利用率測定結(jié)果的系數(shù)。


氮供應(yīng)處理下的多光譜性狀(A) RNDVI、(B) GNDVI、(C) NDRE、(D) RECI、 (E)氮含量(NUE,NC)和籽粒產(chǎn)量(WU.GY)估算的NGRDI和氮利用率測定結(jié)果的系數(shù)。
綜上所示，無人機(jī)可用于預(yù)測整個季節(jié)的WUE和NUE時間序列，以選擇優(yōu)良的基因型，并在不同的氮和水劑量下監(jiān)測農(nóng)作物的效率。
來源：Front. Plant Sci.Assessment of Water and Nitrogen Use Efficiencies Through UAV-Based Multispectral Phenotyping in Winter Wheat.Mengjiao Yang, Muhammad Adee Hassan, Kaijie Xu, Chengyan Zheng, Awais Rasheed, Yong Zhang, Xiuliang Jin, Xianchun Xia, Yonggui Xiao and Zhonghu He.
https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00927