设施葡萄霜霉病光谱监测及潜势预报模型的研究

发布时间：2020-11-11 09:21

　　 葡萄(Vitis vinifera)属落叶藤本植物,有“水果之神”的称号。江苏省葡萄总产量为62.39万吨,位列全国葡萄产量第7位。江苏省地处长江下游,夏季降雨量较大,高温、高湿的气候条件利于病害的发生,严重影响设施栽培葡萄生长发育和品质。本研究以“红提”为研究对象,利用控制实验测定葡萄叶片光谱特性、叶绿素含量,建立葡萄霜霉病病情指数的光谱监测模型。再收集设施葡萄生长期设施小气候数据,建立葡萄设施栽培的小气候预报模型,进而构建葡萄霜霉病害潜势预报模型,研究结果为设施葡萄霜霉病害气象保障服务提供决策支持。主要研究结果如下:(1)在400-700 nm可见光波段范围内,受病害侵染的植株冠层反射率高于正常葡萄植株光谱,在700-1000nm近红外波段呈现相反的趋势。不同发病时期的霜霉病病叶光谱反射率在可见光(400-700nm)到近红外(700-1000nm)波段随病情加重均呈现上升趋势。对一阶微分光谱特征研究表明,在红边范围内(680-780nm),红边斜率均减小,红边位置发生“蓝移”,表现出病害特有的光谱特征。霜霉病发生条件下,葡萄叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量与正常植株样本相比差异性均达到显著水平,并随着病情严重程度的增加光合色素含量均呈现逐渐下降的趋势。利用光谱红边参数,建立了叶片叶绿素含量的诊断模型。选取与霜霉病病情指数相关的敏感波段,建立葡萄霜霉病病情指数的光谱监测模型。(2)基于南京、镇江2个站点的温室大棚内、外气象观测资料,利用逐步回归方法和BP神经网络方法构建的不同季节内的日平均气温、日平均空气相对湿度的预报模型,经站点数据检验,日平均气温预报结果与实测结果误差一般在1℃以内,日平均空气相对湿度预报结果与实测结果误差一般在4%以内,模型具有较好的精度。(3)通过室内人工气候箱模拟塑料大棚中的葡萄霜霉病发生发展试验,调查了不同温湿度组合下葡萄霜霉病的发生发展情况。研究结果表明,环境条件中空气相对湿度大,温度在20-25℃时利于霜霉病的发生和流行。温度过高过低、湿度过低都会减缓霜霉病的流行。制定适应于霜霉病发生发展的气象等级指标,根据温室大棚内气温及相对湿度的预测结果,建立葡萄霜霉病发生发展气象等级预报模型。(4)根据温室大棚内气温及空气相对湿度的预测结果,构建葡萄霜霉病发生等级预报模型,再利用模型对2016年1-8月南京温室生产季内葡萄霜霉病逐日进行灾害等级计算,预测值与实际发生情况符合天数占总检验样本数的79.5%,与实际情况基本相符,研究结果为设施葡萄霜霉病害气象预报服务提供决策支持。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S436.631.1;S165.28
【部分图文】：

Ｆｉｇ３－１?Ｓｐｅｃｔｒａｌ?ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｇｒａｐｅ?ｌｅａｖｅｓ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｄｏｗｎｙ?ｍｉｌｄ??３．１．２不同霜霉病病情指数葡萄冠层光谱特征分析??通过绘制了不同病情指数下葡萄冠层光谱反射率曲线，结果表明（图３－２），??在可见光波段（４００－７００ｎｍ）之间，葡萄霜霉病病情指数与冠层光谱的反射率成??正比，即随着病情指数的增加，冠层反射率呈増大的趋势，但是不同病情指数??下的冠层光谱反射率差异并不明显。近红外波段（７００－１０００ｎｍ）冠层光谱特征??显示的趋势恰好相反，且不同病情指数下冠层光谱反射率的值差异明显。这是??因为在可见光波段（４００?－７００ｎｍ）范围内，能够对冠层光谱反射率产生影响的??主要是叶绿素的含量以及植株叶片内部的生化组分，叶绿素含量高，反射率小。??在近红外波段（７００－１０００ｎｍ）范围内，植物冠层光谱反射率主要受冠层结构参??数的影响。这是由于理论上植株冠层叶面积指数与叶片中的细胞层数呈正比，??所以冠层结构参数越大

４００?５００?６３０?ＴＯＣ?８００?；００?１０００??波长（ｉｒｎ）??图３－１不同霜霉病等级下葡萄叶片光谱反射曲线??Ｆｉｇ３－１?Ｓｐｅｃｔｒａｌ?ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｇｒａｐｅ?ｌｅａｖｅｓ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｄｏｗｎｙ?ｍｉｌｄ??３．１．２不同霜霉病病情指数葡萄冠层光谱特征分析??通过绘制了不同病情指数下葡萄冠层光谱反射率曲线，结果表明（图３－２），??在可见光波段（４００－７００ｎｍ）之间，葡萄霜霉病病情指数与冠层光谱的反射率成??正比，即随着病情指数的增加，冠层反射率呈増大的趋势，但是不同病情指数??下的冠层光谱反射率差异并不明显。近红外波段（７００－１０００ｎｍ）冠层光谱特征??显示的趋势恰好相反，且不同病情指数下冠层光谱反射率的值差异明显。这是??因为在可见光波段（４００?－７００ｎｍ）范围内，能够对冠层光谱反射率产生影响的??主要是叶绿素的含量以及植株叶片内部的生化组分，叶绿素含量高，反射率小。??在近红外波段（７００－１０００ｎｍ）范围内，植物冠层光谱反射率主要受冠层结构参??数的影响。这是由于理论上植株冠层叶面积指数与叶片中的细胞层数呈正比

１／１?１／３１?３／２?４／１?５／１?５／３１?６／３０?７／３０?８／２９??卩期??图４－２葡萄大棚内外日平均气温比较分析图??Ｆｉｇ４－２?Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｄａｉｌｙ?ｍｅａｎ
【参考文献】

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本文编号：2879025