第３１卷第１１期 热带作物学报 ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＲＯＰＩＣＡＬ ＣＲＯＰＳ Ｖｏｌ＿３１ Ｎｏ．１ｌ ＮＯＶ．２０１０ ２０１０年１１月 作物水分动态信息获取技术的研究进展 侯春生，夏 宁，闫敏杰 广东省农业科学院科技情报研究所．广东广州 ５１０６４０ 摘要 作物生长周期中．水分的盈缺对作物健康生长及产品品质具有重要的影响。能否准确及时地获取作物生 长的水分信息是实现作物良好管理的重要保障。该文归纳了在作物水分信息获取过程中所采用的技术手段的类 型和特点．并从不同角度阐述作物水分信息获取技术的动态，概述了水分信息获取的主要方式及其在作物生长 过程中的主要作Ⅲ．探讨了未来作物水分信息获取的技术手段类型，并对作物水分信息获取技术的研究前景进 行了展望 关键词作物水分：信息获取；研究进展 ｄｏｉ ｉ０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１０００－２５６１．２０１０．１１＿３５ 中图分类号Ｑ９４５ 作物生长监测是农作物监测系统中不可缺少的重要组成部分．作物长势的好坏与作物产量有着密不 可分的关系。是作物高效管理学研究者共同关注的科学问题。水分是作物的主要生长信息，是农作物生 长所必需的营养物质之一．在作物生长过程中起着至关重要的作用 作物水分的亏缺影响了作物的生理 生化过程和形态结构的构建．对作物的产量及品质也有很大的影响 传统的作物水分信息主要是通过作 物表观特征或人为经验来判断，Ｔ作量大、成本高、效率低。因此，对作物生长过程中的水分状况进行 准确、快速、可靠的信息获取。及时做出管理决策，提高管理效率，节约成本，对未来农业信息化的发 展具有重要的现实意义 作物水分信息的状况问题是作物生长过程中研究的重要内容之一．随着科技手段的更新．从过去的 表观观测、仪器检测与间接指标分析．逐步发展到现在的计算机图形图像学、无线传感器技术、网络技 术等，未来将有更多的信息化手段应用于作物水分信息的监测与管理 本文着重综述了近年来作物生长 过程中水分信息获取的技术手段及作物水分信息作用的研究进展．展望了未来作物水分信息获取技术的 重要方向 １ 水分信息对农作物生长及其产品的重要性 王贺正ｌｌｌ等研究了水分胁迫对水稻生长发育及其产量的影响．通过对３个杂交水稻品种的试验．结果 表明，水分胁迫下，水稻株高降低、叶面积及叶面积指数减小，各器官干物重、总干物重均明显降低： 前期干物质积累缓慢，后期植株衰老加速，引起各品种穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、有效穗数、结 实率和粒重均下降，从而导致产量减少。白伟嘲等也对水分胁迫对大豆器官平衡及产量的影响进行了相关 研究，结果表明．水分胁迫对大豆器官与产量有显著的影响 水分是作物进行光合作用的主要原料之一，当水分亏缺时，光合速率明显下降。气孔导度降低，影 响二氧化碳进入叶内，叶片水解淀粉加强，糖类堆积，光合产物输出缓慢ｒ３卅。同时，水分胁迫会降低植物 的吸氮能力。抑制根系生长，减少根系的吸收面积并削弱根系的吸收能力，降低了作物对养分的吸收［５－８］ 基金项目：广东省教育部产学研结合专项（２００９Ｂ０９０２０００６６）；广东省农业科技攻关专项（２００９Ｂ０２０３１５００１）；广东省自然科学基金（８１５１０６４ ００１０００００９）资助。 第一作者简介：侯春生，男，１９７８年生，助理研究员，主要从事精准农业、蜂业信息化研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｏｕｆｅｉ１０１＠１６３．ＣＯｎｌ。 收稿日期：２０１０—０５—２８ 退修日期：２０１０—１０—０８ ２０６０ 热带作物学报 ３ｌ卷 研究还表明，在适宜水分条件下，超氧化物歧化酶（Ｓ０Ｄ）活性变化幅度较小，随着胁迫强度的增加，ＳＯＤ 呈现出先升后降的变化趋势『９１。 ２作物水分信息获取的主要方式 ２．１ 通过作物生理生态指标获取 作物是否需水，可通过土壤含水量以及作物的形态指标和生理指标来判断。土壤水分含量直接影响 着作物生长，作物长势的好坏与作物产量有着密切的关系。作物生长期间缺乏水分．会严重影响作物的 品质和产量，因此，对作物缺水信息的研究，在农作物营养信息检测中十分必要。 作物需水信息的获取大体可以分为点源获取和区域获取两类，点源与区域又分为点源土壤、点源作物； 区域土壤、区域作物 。作物需水信息的生理状况可以通过多种方法直接或间接的了解需水程度（表１、表２）。 表１获取作物需水信息的种类与观测指标” 表２作物需水信息的获取类型与采用的技术方法” 采集类型 点源土壤 点源作物 区域土壤 区域作物 采集技术方法 重量法、张力法、热特性法、中子法、阻抗法、时域反射法等 叶水势、气孔导度、细胞液浓度、组织相对含水量、冠层温度等 区域内布置适宜的点、以遥感技术为基础的热惯量法、微波法等 植被供水指数法、作物水分胁迫指数法等 作物生理生态指标的研究．主要是通过相关生理参数的变化来进行。多数测定手段都较为复杂或成 本过高。作物的生理生态指标如蒸腾速率、茎流、水势、冠层温度等都是作物需水信息的体现。茎流一 般与作物冠层的蒸腾速率结合一起来研究作物的需水信息，国内外主要利用热脉冲法进行测量茎流。谢 华【ｌｌ】等通过田间试验和理论计算．用茎流计研究了冬小麦的蒸腾规律。彭致功【－２１通过实验系统地研究了日 光温室内茄子的茎流变化规律及其与环境因子之问的关系。李国臣＿１３Ｊ等分析了不同供水条件下的黄瓜茎流 日变化规律及环境因素对茎流变化的影响，提出了基于作物茎流变化的作物亏水诊断方法。在蒸腾速率 的计算尺度上．目前温室内作物的蒸腾计算主要局限于单株作物的叶片或者是冠层的蒸腾强度计算及植 物蒸腾的日变化规律．其计算公式之一是采用参考作物腾发量乘以作物系数；另一类是采用能量平衡法 如通过Ｐｅｎｍａｎ—Ｍｏｎｔｅｉｔｈ模型来模拟计算温室作物蒸腾速率的研究。但是在实际测定过程中模型的参数 较多．很难测定，没有考虑室外气候参数对作物蒸腾带来的影响。而ＩｄｓＯ［１４１等提出的作物水分胁迫指数 （ＣＷＳＩ）使作物缺水指标的研究从单纯研究冠层温度发展到考虑冠层的微气候，在进行灌溉决策和制定灌 溉进度安排时．为作物是否受到水分胁迫以及胁迫程度大小提供一种信息特征。伍德林ｆｌ５】等也从冠层蒸腾 速率、茎流、水势、叶温和作物水分胁迫系数、茎秆果的直径微变化、根源信号、作物生长器官的电特 性及图像特征技术方面．分析了作物需水信息研究中存在的问题。此外，也有学者对根据植株茎直径变 化诊断作物水分状况的相关研究进行了阐述 。 水势指标也是研究作物水分状况的基本度量指标之一．贺忠群０７１等采用水分张力计控制滴灌系统对温 室黄瓜开花结果期适宜灌溉土壤水分上限进行了研究．分析了不同水分处理条件下叶水势的变化关系。 鲍一丹［１８Ｊ等结合叶片电特性（电容）与叶水势对玉米植株进行了缺水度的试验，较好地反映了植株干旱程度 的变化。康绍忠［１９１等研究了主要农作物不同生育期对不同程度水分胁迫的反应，以土壤基质势代替叶水势 作为调亏灌溉（ＲＤＩ）的指标。同时认为叶水势对土壤含水量有一明显的阈值反应。 侯春生等：作物水分动态信息获取技术的研究进展 ２．２通过农业信息化手段获取 为了更精确、快速、可靠的监测作物需水信息，越来越多的研究者将计算机图形图像、信息技术应 用于农作物的水分监测．既解决了复杂技术与成本高的问题，同时也能进行实时获取。农业信息化是指 在农业领域充分利用信息技术的手段方法和成果的过程．主要包括农业生产管理信息化、经营管理信息 化、市场流通信息化等 当前，大多研究学者主要集中在农业生产管理信息化方面，也取得了一些相关 的成就。 ２．２．１ 计算机图形学技术的应用 计算机图形学技术的应用。改善了以往通过表观特征判断的模糊性及 延迟性，更加直观的体现了作物需水信息的外表特点 Ｒａｍａｌｉｎｇａｍ［２￣ｌ等对利用多光谱图像传感器进行叶面 水分测量的研究。通过获取可见光（４００～７００ ｎｍ）、短波近红外（７００～１ ３００ ｎｍ）和近红外（１ ３００～２ ５００ ｎｍ） 区域的叶面反射光谱．并利用光谱背景补偿技术以提高叶面水分的预测精度，对叶面水分的测量进行了 分析研究．研究后发现可见光、近红外区域受背景影响较小，而短波近红外区域受背景影响较大，光谱 背景补偿技术可以显著地提高叶面水分的预测精度 赵杰文＿２１］等对蔬菜叶片的近红外图像的纹理特征值与 其含水率之间的关系进行了一些基础性的研究 Ａｈｍａｄ［２２１等用ＲＧＢ、ＨＩＳ、ｒｇｂ这３种彩色图像模型评价玉 米由于缺水对叶片造成的色彩特征变化。研究发现：这３种模型中ＨＩＳ值能较早地反映出玉米植株因水 分水平不同而引起的颜色差别 王方永 等探讨了利用图像识别技术快速获取棉花水分信息的方法。分析 并建立了水分含量的预测模型．为图像图形应用于作物水分信息获取提供了可能 Ｓｅｇｉｌｑｅｒ［２４－２５１等研究发现完全长成型的番茄叶尖运动与缺水情况、叶片水压与ＣＯ，吸收率几乎成线性相 关．而叶尖的运动状态是反映植株需水情况非常敏感的指标．为此他们利用计算机视觉技术对植株的叶 尖状态进行连续地监视．灵敏地检测到叶尖状态的细微变化 比人眼视觉更早地发现作物缺水情况，可 用来作为灌溉系统的控制信息 ２＿２－２传感器技术的应用 该技术的应用实现了作物需水信息的实时在线监测与管理 冠层温度能够很 好地反映作物的水分状况．通过冠层温度诊断作物是否遭受水分胁迫的技术已相当成熟 也有学者进行 了冠层温度或冠气温差与作物水分亏缺的关系，王卫星［ ｇ１等以柳叶菜心为研究对象，利用红外测温仪、 土壤含水率传感器等采集不同条件下的土壤含水率、空气温湿度和冠层温度等参数。以确定作物缺水指 数经验模型的参数。研制了蔬菜旱情检测系统．可实时测得田问作物的水分亏缺状态。ＭＩＮＩ２９１等研究了一 种基于近红外光谱的、用于果树叶面氮含量测量的传感器．显示了很好的测量效果 张寄阳［３０］等以作物 茎、果的微变化信息作为检测方法，采用位移传感器研究植株茎、果形态微变化作为作物需水信息进行 自动控制灌溉的可行性，并已得到广泛研究。高峰ｆ３ －３２１等为了实现准确判断作物水分亏缺程度．为精量灌 溉提供科学依据，采用作物水分胁迫声发射技术．研发了无线传感器网络节点．设计了基于无线传感器 网络的精量灌溉系统，初步建立了作物需水信息体系，实现了作物水分在线监测 此系统为进一步深入 研究无线传感器技术在农业上的应用奠定了基础 ２＿２．３ ３Ｓ技术的应用与不足 ３ｓ技术更加全面、精准地掌握作物需水信息状况。３Ｓ技术在农业中的应 用越来越广泛，即利用ＲＳ遥感技术和ＧＰＳ全球定位技术精确提取作物种类、生长信息情况等．在此基础 上利用ＧＩＳ地理信息系统进行数据处理与长势分析。及时查找作物生长中存在的问题．提炼出针对所存 在问题的田间管理综合方案。温室作物的水分损耗、吸收利用及控制一直也是本领域研究的热点 徐更 琪Ｉ３３－－３４１等采用无线传输方式，构建了基于ＧＰＲＳ技术设计的作物水分精确监测和远程传输系统．初步实现 了实时诊断作物水分状况。为进一步深入了解作物需水信息．此团队也建立了从植物生理生态角度考察 作物需水信息的实时监测，增强了系统的可靠性。Ｌｉｕ ｊｕｎｇｕｏ［３５１等利用ＧＩＳ技术建立了大尺度的作物与水 之间的关系模型，能为水资源管理与作物品质之间决策提供依据。ｗ．Ｗ．Ｉｍｍｅｒｚ ｌ［ ８ｊ等对印度南部地区的 作物采用远程监测与过程控制模型实施了水分信息的相关研究．结果表明，作物内部的蒸发是作物水分 损失最大的部分．但深入的监测还有待进一步研究 热带作物学报 ３１卷 但是３Ｓ技术的发展还需技术上的不断突破。由于３Ｓ技术所需的设备较先进．技术较复杂．操作需 由专业化人才实施。３Ｓ技术的数据库可存贮多源、多维、海量式数据，其数据格式也不尽相同，目前现 有的商业化数据库管理软件不能解决此任务，需要专业技术人员研发基于不同监测目标的数据管理系统。 同时，在３Ｓ技术的操作上，系统专一性较强．不适合大面积推广．需要加强专业教育培训 ３Ｓ技术中 的遥感技术是物理学、信息学、计算机学、地学等多学科综合性较强的学科，这一学科本身的技术理论 尚未形成系统的学科体系，如何深入研究遥感机理与图像解译机理．进一步提高农田作业定位精度．加 强技术集成，如何开发具有普适性的３Ｓ技术应用体系均是未来需要解决的问题［州” ２．２．４其它相关技术的应用 霍晓静【４２Ｊ等研究用声发射技术实现作物生理需水信息监测．采用植株茎部 声发射信号表征作物需水信息，运用虚拟仪器技术，设计了对作物植株茎部发射信息进行实时、快速测 量的微机检测系统，并以温室盆栽番茄为对象．试验研究了声发射信号同植物蒸腾以及环境因子间的关 系，结果表明，声发射频次越高，作物缺水越严重，声发射信号可用于指导作物生长环境的调节控制。 ２．３通过模拟模型等手段获取 随着计算机信息科学的迅速发展和作物科研成果的深化与积累．作物生长模型得到成功的开发和应 用，成为信息农业的主要动力和载体。１９８９年，Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ就提出了ＳＰＡ（Ｓｐｅａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ Ａｐｐｒｏａｃｈ）的控 制新思想，实现ＳＰＡ控制的关键是利用先进的传感器，实时准确采集作物生长信息。Ｙａｎｇ和Ｌｉｎｇｔ４３ＪＮ用 ＰＲ０ＳＰＥＣｒｒ＋ＳＡＩＬ模型，用叶面积（ＬＡＩ）和平均叶片倾角来判断作物的需水情况．误差在＋１０％之间。ＢａｋｅｒＥ４￣ 等在第二代棉花生长模型的基础上丰富了温度和水分胁迫以及氮素胁迫对棉花生长发育和器官建成影响 等诸方面的资料，并连接了根系模型，组建了ＧＯＳＳＹＭ模型。Ｌｅｍｍ０ｎ等经过近１０年努力．在ＧＯＳＳＹＭ基 础上建立了ＣＯＴＦＯＮＰＬＵＳ模型，能够模拟棉株地上部分光合、呼吸、物质的积累与分配、器官建成等生 理过程．同时模拟根系的水分和氮素的移动．来指导生产管理，获得更多关于水分的信息。 张兵、王晓丽ｆ４５ 等根据环境参数建立作物的蒸腾量模型。尽管需要进一步提高模型的精度以减小预 测误差．但模型能够通过简单的和较少的气候参数得到精确蒸腾量的估计值。Ｓｈｉｂａｙａｍａ［４７１等利用多元回 归方法分析了水稻冠层的可见光、近红外和中红外反射光谱，用于评价水稻的缺水情况，研究发现其一 阶导数光谱在９６０ ｎｍ与水稻冠层水分指数有很高的相关性，可以用于指导灌溉作业。王卫星［２７，删等通过 田间试验．建立了适合于中国华北平原夏玉米的作物水分胁迫指数模型，为水资源管理与作物产量建立 了一个平衡关系。Ｘｉａｏｌｉｎｇ Ｗａｎｇ 侧等通过杂交模拟，建立了基于生态环境的作物需水信息优化模型，为 更合理的分配水资源提供参考。 ３研究趋势与展望 近２０年来，随着计算机技术、传感器技术的迅速发展，促进了农作物需水信息获取技术与研究方法 的发展 然而．当前对于如何提高传统的作物栽培模式及管理技术，改善以定性或半定量的经验知识为主 的数据采集手段等诸多技术研究仍然滞后。此外，由于作物生长过程是一个复杂的多因相互作用的动态 系统．受气象、土壤、品种特性及技术措施等诸多因素影响，具有时空变异性、区域性、分散性、经验 性．以及定量化和规范化程度差、稳定性和可控程度低等特点，使得对作物水分信息的获取及未来生长趋 势的预测有一定难度。因此，建立农作物生长的需水信息多因子在线监测研究自然成为未来研究的趋势。 （１）在线实时监测将进一步完善。通过无线传感器网络体系可以实时在线获取作物的需水信息及生长 信息．并及时对反馈的信息进行生长管理及趋势预测，并对作物的生长信息建立基础信息数据库，为决 策参考提供依据 （２）传统方法与现代信息技术相融合。将传统管理方法与现代技术相结合，有效掌控作物生长情况，有 效解决作物生长水分信息获取时间长、时效性差等问题，能更很好地对作物的生长情况进行管理和调整， 有效地节约成本。增加作物产量，保证作物生长及其产品的安全。 １ｌ期 侯春生等：作物水分动态信息获取技术的研究进展 ２０６３ （３）基于物联网技术对作物水分信息的获取研究。尤其是无线传感器网络技术的应用，可以有效地解 决农业覆盖范围大、地形复杂、作业环境比较恶劣和一般农业设备无法适应等特点。张晓东［５５１等开发设计 了可测定作物生长的光照、温湿度等参数的传感信息检测系统。在以往的作物生长水分信息研究中，多 数只考虑土壤一植物一空气一环境连续体中某一个因素或某两个因素进行作物水分研究和旱情诊断，缺乏多 指标的综合 因此．基于ＲＦＩＤ（无线射频识别技术）技术对作物水分信息的识别与反馈，建立一个多指标 可共享的信息平台．不仅能有效实时地掌握作物生长状况，还能及时准确地采取相应对策。 （４）计算机图像学的进一步深入研究。作物的形态指标易观察，但是当作物出现形态变化时，往往缺 水情况已经比较严重．此时再灌溉就已经滞后了［５６１。因此，从微观角度，采用视频、虚拟可视化等信息手 段对于作物出现的轻微变化准确实时捕捉，指导生产管理。 总之．开展基于信息化技术的作物水分信息获取研究，对于节水灌溉、田间管理，深入理解作物水 分的运输机理及生理生态指标变化等提供一定的科学依据 参考文献 ［１］王贺正，徐国伟，马 均，等．水分胁迫对水稻生长发育及产量的影￣１１３．中国种业，２００９（１）：４７—４９． ［２］白 伟，孙占祥，刘晓晨，等．花期水分胁迫对大豆器官平衡和产量的影ｎ￣［３．杂粮作物，２００９（２）：８９—９２． ［３］郑爱泉，侯煜，赵钢平，等．水分胁迫对作物生长及生理代谢的影响ＩＪＪ．陕西农业科学，２００８（２）：１２０—１２３． ［４］翟学昌，彭丽．植物水分胁迫研究－￣［３．科技信息，２００８（３６）：３５１—３５２． ［５］韦莉莉，张小全，侯振宏，等．杉木苗木光合作用及其产物分配对水分胁迫 ＩＩＮ￣［３．植物生态学报，２００５（３）：３９４—４００． 【６】武维华．植物生理学ｆＭ１．北京：科学出版社．２００３：５６—５８ 【７］景茂，曹福亮，汪贵斌，等．土壤水分含量对银杏光合特性的影响【ＪＪ．南京林业大学学报，２００５（４）：８３—８６． 【８］孙骏威，杨 勇，黄宗安，等．聚乙二醇诱导水分胁迫引起水稻光合下降的原因探讨［Ｊ］．中国水稻科学，２００４（６）：５３９—５４３． ［９】时连辉，牟志美，姚健．不同桑树品种在土壤水分胁迫下膜伤害和保护酶活性变化［ 蚕业科学，２００５（１）：１３—１７． ［１Ｏ］段爱旺，孟兆江．作物水分信息采集技术与采集设备【ＪＪ．中国农业科技导报，２００７（１）：６－１４． 【１１］谢华，沈荣开．用茎流计研究冬小麦蒸腾规律 灌溉排水，２００１（１）：５－９． ［１２］彭致功，段爱旺，刘祖贵，等．日光温室条件下茄子植株蒸腾规律的研究［Ｊ】．灌溉排水，２００２（２）：４７—５０． 【１３］李国臣，于海业，马成林，等．作物茎流变化规律的分析及其在作物水分亏缺诊断中的应用［Ｊ］．吉林大学学报（工学版），２００４（４）： ５７３－５７７． 【１４］Ｓ Ｂ Ｉｄｓｏ，Ｒ Ｄ Ｊ ａｃｋｓｏｎ，Ｐ Ｊ Ｐｉｎｔｅｒ Ｊ Ｒ，ｅｔ ｏ１．Ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ—ｄｅｇｒｅｅ—ｄａｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｆｏｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ［３３．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，１９８１（２４）：４５—５５． ［１５］伍德林，毛罕平．温室作物需水信息指标及湿度控制策略研究进展『Ｊ］．中国农村水利水电，２００７（１）：３５—３７． ［１６］孟兆江，段爱旺，刘祖贵，等．根据植株茎直径变化诊断作物水分状况研究进展忉．农业工程学报，２００５（２）：３０—３３． 【ｌ７］贺忠群，邹志荣，陈小红，等．温室黄瓜节水灌溉指标的研究ｆＪ１．西北农林大学学报（自然科学版），２００３（３）：７７—８０． ［１８１鲍一丹，沈杰辉．基于叶片电特性和叶水势的植物缺水度研究【Ｊ】．浙江大学学报（农业与生命科学版），２００５（３）：３４１—３４５． ［１９］康绍忠，蔡焕杰．作物根系分区交替灌溉和调亏灌溉的理论与实践［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００２：２０５． 【２０］Ｎ Ｒａｍａｌｉｎｇａｍ，Ｐ Ｐ Ｌｉｎｇ，Ｒ Ｃ Ｄｅｒｋｓｅｎ．Ｄｙｎａｍｉｃ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｓｐｒａｙ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｕｎｅｖｅｎ ｌｅａｆ ｓｕｒｆａｃｅｓ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＡＳＡＢＥ），２００３（３）：３７５． 【２１］赵杰文，周晓兵．基于近红外图像纹理分析检测作物叶片含水率的研究叨．农业工程学报，１９９９（３）：３９—４３． 【２２］Ｉｒｆａｎ Ｓ Ａｈｍａｄ，Ｊｏｈｎ Ｆ Ｒｅｉｄ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｌｏｒ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｍａｉｚｅ ｉｍａｇｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ．１９９６ （３）：ｌ８５—１９５． ［２３】王方永，王克如，王崇桃，等．基于图像识别的棉花水分状况诊断研究ｆＪ］．石河子大学学报，２００７（４）：４０４—４０６． ［２４１ Ｉ Ｓｅｇｉｎｅｒ，Ｒ Ｔ Ｅｌｓｔｅｒ，Ｊ Ｗ Ｇｏｏｄｒｎｍ，ｅｔ ａ１．Ｐｌａｎｔ ｗｉｌｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｂｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ｖｉｓｉｏｎ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｏｆ ｌｅａｆ ｔｉｐｓ［３．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｈｕｒａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＡＳＡＢＥ），１９９２（５）：１ ５６３—１ ５６７． ［２５】袁道军，刘安国，刘志雄，等．利用计算机视觉技术进行作物生长监测的研究进展【ＪＪ．农业网络信息，２００７（２）：２１—２３． 【２６］王卫星，宋淑然，许利霞，等．基于冠层温度的夏玉米水分胁迫理论模型的初步研究ｆＪ］．农业工程学报，２００６（５）：１９４—１９６． ［２７］王凤花，张淑娟．精细农业田问信息采集关键技术的研究进展ｆＪ］．农业机械学报，２００８（５）：１１２一ｌ１３． 【２８］Ｗａｎｇ Ｗｅｉｘｉｎｇ，Ｌｕｏ Ｘｉｗｅｎ，Ｏｕ Ｙｉｎｇｇａｎｇ，ｅｔ ．Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ２０６４ 热带作物学报 ３１卷 Ｃｈｉｎｅｓｅ ｃａｂｂａｇｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃａｎｏｐｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３（５）：４７．－５０． ［２９】Ｍ Ｍｉｎ，Ｗ Ｓ ＩＪｅ ｅ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｆｏｒ ｃｉｔｒｕｓ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｈｕｒａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＡＳＡＢＥ），２００５（２）：４５５－一４６１． ［３ｏ】张寄阳，段爱旺，孟兆江．基于茎直径变化的作物水分状况监测研究进展【ＪＪ．中国农业气象，２００４（４）：ｌ１一ｌ３． 【３１】高峰，俞立，张文安，等．基于作物水分胁迫声发射技术的无线传感器网络精量灌溉系统的初步研究［Ｊ】．农业工程学报，２０ｏ８（Ｉ）： ６０－６１． ［３２】高峰，俞立，张文安，等．基于无线传感器网络的作物水分状况监测系统研究与设计ｆＪ１＿农业工程学报，２００９（２）：１０７—１０８． 【３３］徐更琪，吴普特，韩文霆．基于ＧＰＲＳ的作物水分信息远程传输与监测系统设计【Ｊ］．农业网络信息，２ｏｏ８（１Ｏ）：１３—１５． ［３４】徐更琪，吴普特，韩文霆．作物需水信息实时监测与无线远程传输系统ｆＪ】．农机化研究，２０１０（２）：１６２—１６７． ［３５】Ｊｕｎｇｎｏ Ｌｉｕ．Ａ ＧＩＳ－ｂａｓｅｄ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｌａｒｇｅ－－．ｓｃａｌｅ ｃｒｏｐ—ｗａｔｅｒ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ，２００９（３）：４１１－４２２．． 【３６】Ｗ Ｗ Ｉｍｍｅｒｚｅｅｌ，Ａ Ｇａｕｒ，Ｓ Ｊ Ｚｗａｒｔ．Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ ａ ｐｒｏｃｅｓｓ－ｂａｓｅｄ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ａ ｓｏｕｔｈ Ｉｎｄｉａｎ ｃａｔｃｈｍｅｎｔ［Ｊ］．Ａ ｔ ｔｃｕｈｕｒａｌ Ｗａｔｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００８（１）：ｌ１—２４． 【３７】Ｃ Ｐｅｒｒｙ．Ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ；ｉｎｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｆｌａｗｅｄ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｒａｉｎａｇｅ，２００７（４）：３６７－３７８： 【３８］Ｓａｎｄｅｒ Ｊ．Ｚｗａｒｔ，Ｗｉｍ Ｇ Ｍ．Ｂａｓｔｉａａｎｓｓｅｎ．ＳＥＢＡＬ ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｓｐａｔｉａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｓｃｏｐｅ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ｅｉｉｇｈｔ ｉｒｒｉｇａｔｅｄ ｗｈｅａｔ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ａｔ ｔｃｕｈｕｒａｌ Ｗａｔｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００７（３）：２８７—２９６ 【３９］孙敬水．数字农业一２１世纪新型农业模式［Ｊ］．农村经济，２００２（５）：１－３． 【４０］周清波，吴文斌，杨鹏，等．基于“３Ｓ”技术的农情信息监测研究进展［Ｊ］．中国科技成果，２０１０（１０）：３３一．４２． ［４１】李永平，段建南．３ｓ技术集成在精准农业中的应用［ＪＪ．中国集体经济，２００７（９）：１７７—１８０． ［４Ｚ】霍晓静，钱东平，吕长飞，等．用声发射技术实现作物生理需水信息监测［ＪＪ．节水灌溉，２００８（９）：１０． 【４３】Ｙ Ｙａｎｇ，Ｐ Ｐ Ｌｉｎｇ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｏｄｅｌ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ｐｌａｎｔ ｗａｔｅｒ ｓｔａｔｕｓ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ａｒｔｉｉｆｃｉａｌ ｆｉｇｈｔｉｎｇ ｕｓｉｎｇ Ｐｒｏｓｐｅｃｔ＋ＳＡＩＬ 【Ｊ】．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｌａ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＡｓＡＢＥ），２００２（４）：１ ８３３－１ ８４０． ［４４】Ｄ Ｎ Ｂａｋｅｒ，Ｊ Ｒ Ｌａｍｍｅｒｔ，Ｊ Ｍ Ｍｅｋｉｎｉｏｎ．ＧＯＳＳＹＭ：Ａ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｃｒｏｐ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｙｉｄｄ［Ｍ］．Ｓｏｕｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ Ａ ｉｃｕｌｕｔｒａｌ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎ，１９８３：１２４－１３０． 【４５】张兵，袁寿其，成立，等．作物需水量自适应神经网络模糊系统的设计研究ｆＪ１．中国农村水利水电，２００４（８）：１－３． ［４６１王晓丽，邓璐娟．温室作物模糊蒸腾模型的设计与仿真ｌＪＪ．现代化农业，２００４（１０）：３０—３２． 【４７］Ｍｉｃｈｉｏ ｓｈｉｂａｙａｍａ，Ｗａｔａｒｕ Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｍｏｒｉｎａｇａ Ｓｈｉｎｓｕｋｅ，ｅｔ ａ１．Ｃａｎｏｐｙ ｗａｔｅｒ ｄｅｆｉｃｉｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｐａｄｄｙ ｒｉｃｅ ｕｓｉｎｇ ａ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｆｅｌｄ ｓｐｅｃｔｏｒｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ［Ｊ】．Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，１９９３（８）：ｌ１７－１２６． 【４８Ｊ王风花，张淑娟．精细农业田问信息采集关键技术的研究进展『Ｊ１．农业机械学报，２００８（５）：１１２—１１３． ［４９】Ｃｈａｏ Ｃｈｅｎ，Ｅｎｆｉ ｗａｎｇ，Ｑｉａｎｇ Ｙｕ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｅ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｎ ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｂａｌａｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｐｌａｉｎ［Ｊ］．Ａ ｃｕｌｔｕｒａｌ Ｗａｔｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１０（８）：１ １７５—１ １８４ ［５０］Ａｎｎｉｎｇ Ｚｈｕ，Ｊｉｂａａｏ Ｚｈａｎｇ，Ｂｉｎｇｚｉ Ｚｈａｏ，ｅｔ ｏ１．Ｗａｔｅｒ ｂａｌａｎｃｅ ａｎｄ ｎｉｔｒａｔｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｌｏｓｓｅｓ ｕｎｄｅｒ ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ ｃｒｏｐ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｏｃｈｒｉｃ Ａｑｕｉｅ Ｃａｍｂｏｓｏｌｓ ｉｎ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｐｌｉａｎ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｉｔｎｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００５（６）：９０４－－９１２． 【５１】Ｘｉａａｌｉｎｇ Ｗａｎｇ，Ｙｕｅｆｅｎｇ Ｓｕｎ，Ｌｉｎｇｇｕａｎｇ Ｓｏｎｇ，ｅｔ以Ａｎ ｅｃｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｌａ ｗａｔｅｒ ｄｅｍａｎｄ ｂａｓｅｄ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｕｓｉｎｇ ｈｙｂｒｉｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ｐａｒｔ Ｉ．Ｍｏｄｅｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．２００９（８）：２ ６２８－＿－２ ６３５． ［５２］Ｂ Ａｂｏｌｐｏｕｒ，Ｍ Ｊａｖａｎ，Ｍ Ｋａｒａｍｏｕｚ．Ｗａｔｅｒ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ ｕｓｉｎｇ ａｄａｐｔｉｖｅ ｎｅｕｒｌａ ｆｕｚｚｙ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｌｅａｒｕｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｏｆｔ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，２００７（１）：２６５一－２８５． ［【５３］Ｇｒｅｇｇ Ｗ Ｊｏｎｅｓ，Ｔｈｏｍａｓ Ｐｉｃｈｅｒ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｙｒｉｔｅ ｓｔｂａｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｒｓｅｎｉｃ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｄｕｒｉｎｇ ａｑｕｉｆｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｉｎ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｆｌｏｒｉｄａ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７（３）：７２３一：７３０． ． 【５４】Ｙ Ｍ Ｗａｎｇ，Ｓ Ｔｒａｏｒｅ，Ｔ Ｋｅｒｈ．Ａｐｐｌｙｉｎｇ ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｒａｉｎｆａｌｌ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｆｏｒ ａｇｒｉｃｕｈｕｒａｌ ｗａｔｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｌａｎ ｉｎ ＢｕｒＩｄｎａ Ｆａｓｏ［Ｊ］．Ａｆｉｒｃａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００９（１２）：１ ４９３—１ ５０４． 【５５】张晓东，毛罕平，倪军，等．作物生长多传感信息检测系统设计与应用【ＪＪ．农业机械学报，２００９（９）：１６４－一１６６． ［５６］Ｄｏｍｉｎｉｋ Ｗｉｓｓｅｒ，Ｓｔｅｖｅ Ｆｒｏｌｋｉｎｇ，Ｅｌｌｅｎ Ｍ．Ｄｏｕｇｌａｓ，ｅｔ ｏ１．Ｇｌｏｂａｌ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｗａｔｅｒ ｄｅｍａｎｄ：Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ ａｒｉｓｉｎｇ ｆｒｏｍ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ａｎｄ ｃｌｉｍａｔｅ ｄａｔａ ｓｅｔｓ［Ｊ］．Ｇｃｏｐｈｙ￣ａ！Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００８（１２）：２－５． 侯春生等：作物水分动态信息获取技术的研究进展 ２０６５ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｃｒｏｐ Ｗａｔｅｒ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｈｏｕ Ｃｈｕｎｓｈｅｎｇ，Ｘｉａ Ｎｉｎｇ，Ｙａｎ Ｍｉｎｊｉｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉ—ｔｅｃｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５ １ ０６４０ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｕｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｏｒ ｌａｃｋ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｈａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｃｒｏｐ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ ｃｒｏｐ ｇｒｏｗｔｈ ｃｙｃｌｅ．Ｗｈｅｔｈｅｒ ｉｔ ｃａｎ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｃｃｅｓｓ ｔｏ ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｒｅａｌ——ｔｉｍｅ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｇｏｏｄ ｃｒｏｐ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓ ｒｅｖｉｅｗ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ，ａｎｄ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｏｆ ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｎｇｌｅｓ，ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｗａｙｓ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ｃｒｏｐ ｇｒｏｗｔｈ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｃｒｏｐｓ ｗａｔｅｒ；Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ 责任编辑：叶庆亮
