遙感和病菌孢子捕捉技術(shù)在小麥白粉病監(jiān)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、白粉病是小麥生產(chǎn)上的一種重要病害。本研究采用了高光譜和無人機(jī)航空遙感技術(shù)對田間不同小麥種植密度下白粉病的發(fā)生流行進(jìn)行了研究,同時研究了白粉病發(fā)生后小麥產(chǎn)量、千粒重和蛋白質(zhì)含量的損失情況及利用遙感數(shù)據(jù)對其進(jìn)行預(yù)測的可行性。此外還研究了利用定容式孢子捕捉器監(jiān)測空氣中白粉菌分生孢子濃度的變化動態(tài)及其與環(huán)境因素的關(guān)系,建立了基于空氣中白粉菌孢子濃度以及環(huán)境因子的田間病情預(yù)測模型,比較了利用Real-timePCR技術(shù)定量檢測和顯微鏡下觀察計數(shù)得

2、到的空氣中白粉菌分生孢子濃度的結(jié)果。主要研究結(jié)果如下:
　　1.不同小麥種植密度下白粉病的病情指數(shù)在揚花期,灌漿初期和灌漿后期與紅邊參數(shù)中的紅邊斜率(dλred)與紅邊面積(SDr)具有極顯著的負(fù)相關(guān)性。在所研究的植被指數(shù)中,SAVI和DVI與兩種不同種植密度下試驗小區(qū)的病情指數(shù)在各生育時期的相關(guān)性都較好。正常種植密度小區(qū)植被指數(shù)與病情指數(shù)的相關(guān)性好于1/2正常種植密度小區(qū)。選擇與病情相關(guān)性較好的近紅外波段光譜反射率(NIR)、紅

3、邊斜率(dλred)、紅邊面積(SDr)、差異植被指數(shù)(DVI)和土壤修正植被指數(shù)(SAVI)等參數(shù)建立病害估計模型并進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn),不同種植密度下模型的斜率,截距均無顯著性差異,進(jìn)一步合并數(shù)據(jù)建立了病情估計模型。根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果,分別建立了利用灌漿前期的RED和RVI估計產(chǎn)量損失率,揚花期的RED和NDVI估計千粒重?fù)p失率和揚花期的RED和RVI估計蛋白質(zhì)含量損失率的模型。
　　2.研究發(fā)現(xiàn)在1/2正常種植密度下,從數(shù)字圖像中

4、提取的各參數(shù)與田間病情指數(shù)都存在極顯著的相關(guān)關(guān)系。在正常種植密度下,飽和度(S)和(R-B)/(R+B)這兩項參數(shù)和病情指數(shù)的相關(guān)系數(shù)大于其他參數(shù)。1/2正常種植密度下各參數(shù)與病情指數(shù)的相關(guān)性好于正常種植密度。分別建立了200m高度下基于S與(R-B)/(R+B),300m高度下基于S、(G-B)/(G+B)與(R-B)/(R+B)和400m高度下基于S與(R-B)/(R+B)的病害估計模型。同時研究發(fā)現(xiàn),S和(R-B)/(R+B)和產(chǎn)

5、量,S和(G-B)/(G+B)和千粒重存在極顯著的負(fù)相關(guān)性,分別建立了利用這些參數(shù)估計產(chǎn)量和千粒重的模型。
　　3.進(jìn)一步明確了小麥白粉病的發(fā)生會導(dǎo)致小麥產(chǎn)量、千粒重和蛋白質(zhì)含量的損失。建立了利用關(guān)鍵生育時期病情指數(shù)和病情曲線下面積來預(yù)測小麥產(chǎn)量、千粒重和蛋白質(zhì)含量損失率的模型。其中產(chǎn)量、千粒重?fù)p失率模型達(dá)到了極顯著水平,蛋白質(zhì)含量損失率估計模型達(dá)到了顯著水平。
　　4.空氣中小麥白粉菌分生孢子的濃度首先隨著病情指數(shù)上升而上

6、升,到灌漿期達(dá)到最大值,之后逐漸減少直至消失。研究發(fā)現(xiàn)小麥冠層內(nèi)、外的白粉菌分生孢子濃度存在顯著的正相關(guān)性,冠層內(nèi)的白粉菌分生孢子濃度明顯高于冠層外?？諝庵邪追劬稚咦訚舛群蜏囟扔袠O顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。利用逐步回歸法建立了基于氣象因子的白粉菌分生孢子濃度預(yù)測模型,并用時間序列分析方法建立了預(yù)測分生孢子濃度的ARIMA(1,1,0)模型,2種模型都達(dá)到了極顯著水平。研究還建立了基于氣象因子或白粉菌分生孢子濃度或氣象因子和白粉菌分生孢子濃度