新型图像技术在农作物病害监测预警中的应用与展望

发布时间：2019-09-26 04:40

【摘要】：农作物早期病害的监测预警可以实现及早干预、针对防治的目的,是现代农业发展的核心。光谱成像技术和红外热成像技术具有无损、快速、灵敏的特点成为农作物病害无损检测中近年来研究的热点。本文首先分别介绍了光谱成像技术和红外热成像技术的工作原理及特点,综述了国外在农作物病害无损监测中的研究进展,以及光谱成像技术、红外热成像技术在我国农作物病害监测中的应用。分析了光谱成像技术和红外热成像技术对农作物病害的监测机理,指出应遵循农作物感染病害从潜育期到发病期农作物生命活动的变化特征,抓住感染病害后农作物的温度、颜色、病斑等特征参量,综合利用红外热成像和光谱成像等技术对感染农作物进行复合监测是对农作物病害进行早期无损监测的发展方向。
【图文】：

http∶//www．laserjournal．cn大，并且花开过程影响了红外热图像的温度分布。在本实验中，因为玫瑰花样品是种植在商用的温室里，并且在实验过程中采用均匀的人造光源进行照明，所以暂时没有考虑环境温度及光照变化对红外热图像的影响。图2中a)给出了在接种后12小时红外热图像监测到的初期感染迹象［9］。花朵在最初病变区域温度下降，表示感染病害后花朵水分损失、细胞死亡等因素所导致的外观温度变化。实验表明如果遇到适当的生长条件，花朵在接种后3天就完全被破坏了。图2中b)和c)表示当花朵发生坏死时，坏死组织相比健康组织温度升高，并随着病原菌生长，感染区与健康区的温度差值将继续增加，接种后12小时最大可达到5℃。接种36小时后，感染区和健康区的最大温度差值将达到最大值9℃。在评估病害感染程度时可以利用温度直方图的斜率变化来监测感染程度和发病时期。a)12小时b)36小时c)60小时图2接种灰霉病后玫瑰花的红外图像和可见光图像作物感染病害是从分生孢子在寄主表面着陆开始，通过开放伤口或气孔进入植物组织，随着分生孢子的附着，，在潮湿条件下分生孢子在寄主表面产生芽管，形成附着胞并穿透寄主表面杀死底层细胞，真菌建立原发病灶，从而使得感染植物与健康作物的温度出现差异。可见，利用可见光图像和红外热图像的差异对比可以在人眼发现作物感染病害之前，对感染作物的症前特征进行早期识别。2.3建立基于图像技术的农作物病害检测智能诊断系统利用图像技术监测农作物病害进行智能诊断识别，就是通过发射特定波长的光到植物组织上或者在自然光照条件下，测量反射回波的图像来评估植物的健康，不同波段的图像反应了植物感染病害的不同生理特征。这些成像技术包含了可见光图像、荧光成像、多光谱/高光
【作者单位】： 贵阳学院农产品无损检测工程研究中心;贵阳市乌当区农业局;
【基金】：国家自然科学基金项目(61505036) 贵州省科技厅基金项目(黔科合J字[2015]2009号) 贵州省普通高等学校工程研究中心(黔教合KY字[2016]017)
【分类号】：S431;TP391.41

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本文编号：2541826