获 奖 者：曹卫星 朱艳 田永超 姚霞 倪军 刘小军 王绍华 邓建平 张娟娟 李艳大 马吉锋 戴廷波 徐志刚 武立权 徐志福 沈生元 丁峰 毛振荣

获奖单位：南京农业大学 江苏省作物栽培技术指导站 河南农业大学 江西省农业科学院

成果简介：

自1999年以来，在国家及部省科技计划的支持下，针对作物生长快速监测与智慧管理的迫切需求，综合运用作物生理生态原理和定量光谱分析方法，以水稻和小麦为研究对象，围绕作物生长指标的反射光谱特征波段和敏感参数、定量监测模型、实时调控方法、监测诊断产品等开展了深入系统的研究，集成建立了基于反射光谱的作物生长无损监测与定量诊断技术体系，主要在 5 个方面取得重大进展：

1. 确立了指示稻麦主要生长指标的反射光谱特征波段和敏感参数。基于光谱分析方法，系统解析了不同条件下稻麦反射光谱的动态变化模式，明确了稻麦叶片与冠层反射光谱对叶面积指数、生物量、氮含量、氮积累量、叶绿素密度、产量品质等的响应规律，确立了指示稻麦生长指标的特征光谱波段及敏感光谱参数，为稻麦生长光谱估算模型构建及监测设备开发提供了支撑。

2. 构建了叶片、冠层、区域多尺度的稻麦生长指标光谱监测模型。基于定量建模技术，综合利用地面与空间遥感信息，确立了稻麦主要生长指标与敏感光谱参数之间的量化关系，在叶片、冠层和区域等不同尺度构建了稻麦生长指标的光谱估算模型，实现了稻麦长势的多尺度快速监测。

3. 建立了多路径稻麦生长实时诊断与定量调控技术。利用系统分析方法，定量研究了不同产量水平下稻麦生长指标的动态变化模式，构建了基于产量目标的生长指标适宜时序动态模型；进一步耦合实时苗情信息，综合利用养分平衡原理、氮营养指数法、适宜指标与实际指标差异法等，集成建立了多路径作物生长调控技术，可定量确定稻麦生长中期适宜肥水调控方案。

4. 研制了面向多平台的稻麦生长监测诊断软硬件产品。将作物生长监测诊断技术与硬件工程相结合，研制了便携式和机载式稻麦生长监测诊断设备，开发了基于无线网络的作物生长感知节点，并通过了江苏省农机试验鉴定站鉴定；与软件工程相结合，开发了稻麦生长监测诊断系统及农田感知与智慧管理平台，为稻麦生长指标的光谱监测与定量调控提供了实用化技术载体。

5. 开展了作物生长监测诊断技术体系的规模化示范应用。将软件应用与硬件载体相结合，技术培训与试验示范相结合，形成了实用性技术推广体系，并入选江苏省主要农作物“四主推”推介名录。自2009年开始，以作物生长监测诊断仪、监测诊断应用系统、农田感知与智慧管理平台等为主要应用载体，以作物长势分布图、肥水调控处方图、产量品质分布图等为主要技术形式，在我国稻麦主产区进行了示范应用，取得了显著的经济、社会和生态效益，展示了良好的应用前景。

已授权国家发明专利6项（另受理25项）、实用新型专利4项，登记软件著作权14项；推广便携式作物生长监测诊断仪206台、农田感知节点230套；发表学术论文150篇，其中SCI论文39篇，EI论文16篇，出版专著1部；培养研究生48名。近5年来，该技术体系在江苏、河南、江西、安徽、浙江等稻麦生产区进行了示范应用，表现为明显的节氮(约7.5%)和增产（约5%）作用。据统计，累计推广有效面积2969.8万亩，新增效益13.88亿元。