基于熒光光譜和熱成像技術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早期診斷植物病害，及時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)量和質量提高。本文以煙草為研究對象，探討熒光光譜技術和熱成像技術早期診斷花葉病的方法，與傳統(tǒng)感官評判方法相比，熒光光譜技術和熱成像技術可以提早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.熒光光譜技術對煙草花葉病的早期診斷
　　(1)進行了重度感病、輕

2、度感病和健康煙葉片的藍綠熒光光譜和葉綠素熒光光譜的對比研究。研究發(fā)現(xiàn):(a)藍綠熒光光譜: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，重度感病葉片的藍綠熒光峰強度明顯增加，與對照組形成差別，輕度感病葉片的藍綠熒光峰強度仍無明顯變化;(b)葉綠素熒光光譜:感病4d的重度感病葉片出現(xiàn)早期發(fā)病癥狀，即“明脈”，葉綠素熒光峰強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熒光峰強度開始增加，直至感病7d

3、時，輕度感病組才被完全判別出來，同時，葉片表現(xiàn)輕度花葉癥狀。因此，熒光光譜技術應用于煙草花葉病的早期診斷是可行的。
　　(2)進行了重度感病、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，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樣本之間的長勢、大小等差異。
　　(3)進行了重度感病、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度而言，4個熒光峰間的比值抗干擾能力更強。結果發(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.熱成像技術對煙草花葉病的早期診斷
　　(1)進行了感病、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，溫差達到1.3℃左右，而此時沒有觀察到任何肉眼可見癥狀，因此，熱成像技術用于煙草花葉病的早期診斷是可行的

6、。
　　(2)進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。結果表明:整個侵染過程中，對照組新葉的熱成像圖由藍色轉變?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)域逐漸擴大直至整個葉片。相應地，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