基于高光谱成像技术油菓菌核病快速诊断概述

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1、基于高光谱成像技术油菓菌核病快速诊断概述第一章绪论1.1研究背景和意义农业是我国的重要产业部门，为人类生存提供基本的生活资料。作为国民经济发展的第一产业，农业的健康高速发展有利于维持整个社会经济的可持续发展。因此，提升劳动生产力水平，提高劳动生产效率是促进我国农业发展的根本措施⑴。自20世纪80年代末以来，以生物技术、信息技术为核心的精细农业的概念由美国、加拿大等国家首次提出，为农业的发展开创了新的发展方向。精细农业的本质是将农田划分为不同大小的田块，利用检测设备获取田间作物的生长信息和周边环境的情况，从空间和时间两个维度来分析

2、作物的生长势态和产量产生差异的原因。由于每个田块中作物产生差异的原因不同，因此需要作出不同的决策，确定在每个田块的播种数量、灌溉方式、施肥量以及喷洒的农药含量。主要涉及的技术包括，地理信息系统（Geographicinfmationsystem,GIS)、变量处理设备(Variableratetreatment，VRT)、全球定位系统（Globlepositioningsystem,GPS)、遥感技术（Romotesensing,RS)、决策支持系统（Decisionsupportsystem,DSS)、传感技术等。通过检测个体

3、作物的生长情况，针对性采取施肥施药措施，提高农作物产量、降低生产成本，减少化肥、农药等对环境的污染[3]。精细农业技术主要包括三个部分，分别是对作物及周边环境信息的采集与检测，对采集的信息分析、管理和决策，根据分析结果对作物变量作业。因为农田生态环境的复杂多样性，如何准确、高效、实时地获取作物和农田信息，已经成为国内外学者研究的重点[4]。.1.2国内外研究现状1.2.1作物病害的常用珍断方法1.2.1.1人工感官判断根据人体感宫判断作物病害作为最简单、最方便的病害诊断措施，在日常的生产过程中普遍存在。有经验的生产者或者植保专家

4、，通过肉眼观察作物的病害症状，结合积累的诊断标准，做出判断。这类方法具有一定的滞后性，并由于农村人力劳动成本增加，有经验的劳动工数量逐年减少，因此很难大面积推广肉眼观察诊断植物病害的方法。1.2.1.2.根据统计数据分析根据往年的植物病害的发病情况，对当年的病害危害进行预估，采取相应措施。这种方法缺少实效性，只能在对某区域内植物的产量进行粗略估计，很难精确到小规模的植物生长状况诊断，缺少可操作性。.第二章材料与方法2.1实验材料制备本研究以油菜为研究对象，采用在模拟自然环境条件下对油菜进行菌核病的人工接种，将具有培养好的菌核病菌

5、丝块附着在油菜外片表面。为了实现成功接种，将油菜培养在高温高湿的发病环境中。2.1.1油菜实验品种选用油菜（BrassicanapusL)品种为浙双758，该品种由浙江省农科院育成，是一个高产、稳产的双低油菜品种。2.1.2油菜植株准备利用专门的育苗环境培养油菜幼苗。待幼苗长出4-5片叶片时，将幼苗移栽至基质中。移栽基质采用普通土壤、适量复合肥和营养土三者混合。待油菜长至现蕾抽臺期时，对其进行病害的侵染实验。2.1.2油菜苜核病痏原首菌核病病原菌为核盘菌（Sclerotiniasclerotionun)，属子囊菌亚门真菌。菌核呈

6、现黑色，颗粒状或球状，成熟后内髓部粉色至米黄色，萌发出稀疏的丝状。菌核病发病周期长，油菜的整个生命周期均可发病，花期发病最厉害，叶片感染菌核病的概率最高。叶片感染菌核病初期，外面出现黄色的水渍状病斑。随病情加重，病斑I大，导致叶片变黄腐烂[3G]。本实验采用菌丝块接种法。将菌核病菌丝培养在以马铃薯葡萄糖谅脂培养基(Potatodextroseagarmedium,PDA)。培养基配方为：马铃薯300g、葡萄糖20g、琼脂15-20g、水lOOOmL。在油菜叶片表面选取两个相似的部位，用细针造成创伤，并湿润。将培养基制成直径5毫米

7、的圆形菌丝块，将布满菌丝的一面附着叶片上选定的部位。为确保油菜染病成功，将油菜置于恒温25°C、恒湿85%的发病环境中。.2.2实验设备本研究课题使用的实验设备主要有用于获取高光谱图像的线光源、高光谱成像光谱仪、C-mount成像镜头、IRCP0076型电控位移台以及用于测定生理指标的紫外可见分光光度仪器。.第三章基于可见-近红外光谱的油菜菌核病识别研究...........233.1引言..........233.2油菜叶片样本制备..........233.3基于可见光谱信息的油菓菌核病早期快速诊断.........

8、.243.4基于近红外光谱信息的油菜菌核病早期快速诊断..........393.5本章小结..........48第四章基于植被指数的油菜菌核病识别研究..........504.1引言..........504.2常用植被指数介绍..........504.