基于熒光光譜和熱成像技術(shù)早期診斷煙草花葉病的研究.pdf

1、利用熒光光譜和熱成像技術(shù)早期診斷植物病害，及時(shí)采取必要的防治措施，不僅可以防止病害的大規(guī)模蔓延，使其被消滅在萌芽階段，而且農(nóng)藥使用量大幅度減少，農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量提高。本文以煙草為研究對象，探討熒光光譜技術(shù)和熱成像技術(shù)早期診斷花葉病的方法，與傳統(tǒng)感官評判方法相比，熒光光譜技術(shù)和熱成像技術(shù)可以提早1～3 d診斷出植物的病害癥狀。主要研究內(nèi)容及研究成果如下:
　　1.熒光光譜技術(shù)對煙草花葉病的早期診斷
　　(1)進(jìn)行了重度感病、輕

2、度感病和健康煙葉片的藍(lán)綠熒光光譜和葉綠素?zé)晒夤庾V的對比研究。研究發(fā)現(xiàn):(a)藍(lán)綠熒光光譜:感病7d，重度感病葉片出現(xiàn)明顯花葉癥狀而輕度感病葉片局部表現(xiàn)輕度花葉癥狀時(shí)，重度感病葉片的藍(lán)綠熒光峰強(qiáng)度明顯增加，與對照組形成差別，輕度感病葉片的藍(lán)綠熒光峰強(qiáng)度仍無明顯變化;(b)葉綠素?zé)晒夤庾V:感病4d的重度感病葉片出現(xiàn)早期發(fā)病癥狀，即“明脈”，葉綠素?zé)晒夥鍙?qiáng)度增加而與對照組形成差別，感病5d的輕度感病葉片的葉綠素?zé)晒夥鍙?qiáng)度開始增加，直至感病7d

3、時(shí)，輕度感病組才被完全判別出來，同時(shí)，葉片表現(xiàn)輕度花葉癥狀。因此，熒光光譜技術(shù)應(yīng)用于煙草花葉病的早期診斷是可行的。
　　(2)進(jìn)行了重度感病、輕度感病和健康煙草葉片的熒光光譜數(shù)據(jù)主成分分析的對比研究。對于感病4d的煙葉，主成分分析法能判別出重度感病組;對于感病5d的煙葉，主成分分析法能判別出輕度感病組。與熒光光譜法相比，主成分分析法有其特有優(yōu)勢:其一，主成分分析法更直觀，感病5d的輕度感病組與對照組分別聚集形成相鄰且部分重疊的兩組

4、，表明輕度感病植株在感病5d時(shí)，熒光開始“顯癥”;其二，主成分分析法提供的信息更豐富，樣本在主成分分析圖中的聚集緊密程度可以反映出所選試驗(yàn)樣本之間的長勢、大小等差異。
　　(3)進(jìn)行了重度感病、輕度感病和健康煙草葉片的熒光峰比值表征方法研究。相比于易受測量距離、大氣色散和葉片幾何形狀等外界因素影響的絕對熒光強(qiáng)度而言，4個(gè)熒光峰間的比值抗干擾能力更強(qiáng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著病毒的侵染，感病葉片的F684/F723、F440/F684和F44

5、0/F723總體呈增加的趨勢，雨F440/F544呈穩(wěn)定變化趨勢。
　　2.熱成像技術(shù)對煙草花葉病的早期診斷
　　(1)進(jìn)行了感病、健康植株的紅外熱像圖以及兩者葉表溫度的對比分析研究。結(jié)果表明:與新葉顏色分布均勻、表現(xiàn)為低溫黃綠色的健康植株相比，接種3d的感病植株新葉顏色分布不均，葉基部分為高溫橙色，其它部分為低溫黃綠色，溫差達(dá)到1.3℃左右，而此時(shí)沒有觀察到任何肉眼可見癥狀，因此，熱成像技術(shù)用于煙草花葉病的早期診斷是可行的

6、。
　　(2)進(jìn)行了病毒侵染過程中感病、健康植株紅外熱像圖的對比分析研究。結(jié)果表明:整個(gè)侵染過程中，對照組新葉的熱成像圖由藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S綠色，溫度有逐漸升高的過程。而感病植株新葉的溫度變化過程為葉基部分溫度先升高，這一高溫區(qū)域逐漸擴(kuò)大直至整個(gè)葉片。相應(yīng)地，感病植株葉表最大溫差(maximumtemperature difference，MTD)呈先增大后減小的趨勢，對照組始終保持在0.6℃左右，并且感病葉片MTD在發(fā)病期比對照組高出