基于红外热成像技术的植物病害早期检测的研究

摘要

利用红外热成像技术对植物病害进行早期诊断，可以为人们有效的控制植物病害的大规模蔓延争取宝贵时间，将植物病害消灭在萌芽阶段，从而不但可以达到提高农作物产量和质量的目的，而且还可以大幅度的减少农药使用量，所以本课题的应用前景是非常广阔的。
　　 本研究的主要内容和研究成果如下：
　　 1、综述了国内外利用红外热成像技术对植物病害和植物生理状况进行检测的研究进展和现状，并指出了国内外同类研究中所存在的问题。
　　 2、建立并完善了适合本研究的可见光图像采集系统(包括MeterⅡ IMC(Matrox.Inc)图像采集卡、TMC-7DSP(PULNIX)CCD等)、红外热图像采集系统(包括Talisman K90C(ISG.Inc)红外热像仪、Sony录放机以及MeterⅡ IMC图像采集卡等)。
　　 3、本研究发现，在室内用红外热成像仪进行叶片红外热像图的采集与分析。由于植物叶片的蒸腾作用和叶片温度成负相关性，所以随着黄瓜霜霉病在叶片中的扩展，黄瓜叶片表面的温度也相应的发生一定的变化；通过红外成像仪对感染黄瓜霜霉病病毒的黄瓜叶片进行连续的，非破坏性的检测时，发现在肉眼无法观测到病变时，红外图像中已经能发现感染叶片和正常叶片间有约为1℃的温度差异；研究结果表明：在可控条件下，叶面温差可以作为鉴别叶片是否感染黄瓜霜霉病的一个指标，将红外热成像技术运用于黄瓜霜霉病的早期检测存在可行性。
　　 4、本研究发现，在人眼可见的病症出现之前，受TMV感染的浙杂品种番茄叶片温度低于健康叶片温度0.5-1.2℃。因为温度不同，使得在人眼可见的坏死症状出现之前。在可控条件下，利用红外热图像来区别感染叶片与健康叶片成为一种有效的途径。也使得基于红外热成像技术的早期植物病害的诊断成为可能。