黃瓜于我國種植廣泛,其經(jīng)濟效益頗為可觀。在成熟前,黃瓜易受多種病害侵襲,從而引發(fā)各類植物疾病,這對黃瓜的產(chǎn)量與品質(zhì)均會產(chǎn)生影響,嚴重時甚至可能導(dǎo)致絕收。
一般而言,黃瓜病害可依據(jù)其表皮的顏色、形狀以及紋理進行初步判斷。然而,一旦病害發(fā)展至肉眼可見的程度,往往已錯過補救時機。因此,防護措施務(wù)必盡早且妥善實施。但肉眼觀察存在諸多困難,且不同人員的觀察結(jié)果可能存在較大差異,這對實際工作的開展影響顯著?,F(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)達,人工看護已非必要,全自動專業(yè)診斷系統(tǒng)可確保監(jiān)控的準確性與實時性。相較于機器,人眼對各種色光的接收存在較大限制,許多色光信息難以獲取,因此,采用高光譜相機分析黃瓜病害無疑是明智之舉。
眾所周知,常見的黃瓜病害通常會致使外部表皮發(fā)生變化,進而引發(fā)病變。傳統(tǒng)的人工黃瓜病害診斷方式效率低下、速度遲緩且準確性欠佳,常常延誤防治的**時機。人工防護的主觀性過強,依賴肉眼觀測判斷,誤差率頗高,尤其是當病害在黃瓜表皮表現(xiàn)尚不明顯時,更易出現(xiàn)判斷失誤,從而錯過黃瓜病害防治的黃金時期?,F(xiàn)代新型信息技術(shù)—— 高光譜成像技術(shù),通過采集黃瓜表皮的各類色光信息,并與標準數(shù)據(jù)進行比對,進一步融合圖像處理技術(shù),借助高光譜相機所捕捉的圖像,將黃瓜的內(nèi)部品質(zhì)與外部表皮特征相結(jié)合,展開全面分析,并進行可視化呈現(xiàn),有助于在**時間對黃瓜病害作出精準判斷。
為運用高光譜技術(shù)對黃瓜病害進行精準分析,首先利用高光譜相機開展小型測試,依據(jù)測試數(shù)據(jù)評定高光譜相機在黃瓜病害診斷中的應(yīng)用價值。鑒于光線強度、采集角度以及成像技術(shù)等因素對高光譜圖像采集技術(shù)影響較大,故在測試中將這三個因素設(shè)定為實驗變量進行試驗。隨后,將實驗所得數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進行對比分析,據(jù)此得出結(jié)論性結(jié)果。
實驗設(shè)備(FigSpec FSIQ系列):
病變?nèi)~片
RGB圖像
植株在遭受病原體干擾后,內(nèi)部組織與器官系統(tǒng)會發(fā)生改變,并最終在外部表皮有所體現(xiàn)。常見的病害表現(xiàn)如下:
1. 變色:因光合作用中的葉綠素形成受阻,致使植物局部或全部喪失正常綠色,最終由于葉綠素缺失而導(dǎo)致其他色素積累,呈現(xiàn)黃色、紫紅或紅色。
2. 斑點與壞死:內(nèi)部組織細胞遭到破壞,形成植物斑點,嚴重時根莖葉會徹底枯死。
3. 腐爛:長時間受風雨侵蝕,致使內(nèi)部組織細胞破壞與分解,從而誘發(fā)腐爛。水分較多時形成濕腐爛,水分較少時則形成干腐爛,幼小的根莖甚至會直接死亡。常見的黃瓜病害包括黃瓜白粉病和黃瓜霜霉病,這兩種病害在我國黃瓜種植中極為常見且難以解決,還具有易流行的特點。一旦出現(xiàn)少量病害,需及時防治,否則極易引發(fā)大面積發(fā)病,給菜農(nóng)造成巨大經(jīng)濟損失。
高光譜成像技術(shù)能夠精準反映病害植株的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),依據(jù)圖像可判斷植株的病害程度,以便及時采取相應(yīng)補救措施進行防護,從而提升黃瓜質(zhì)量。國內(nèi)外專家學者在利用高光譜相機進行植株病害診斷方面成果斐然。該技術(shù)應(yīng)用于黃瓜病害的診斷與防護,將為菜農(nóng)帶來顯著的經(jīng)濟效益。高光譜成像技術(shù)在農(nóng)作物病害診斷領(lǐng)域?qū)儆诳焖儆行У男滦涂萍甲魑锛夹g(shù)。不過,高光譜成像技術(shù)也存在一定問題,例如容易受光強影響,導(dǎo)致對植株的高光譜成像分析出現(xiàn)錯誤,呈現(xiàn)出無病害的假象。因此,高光譜成像技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的作用有限。所以,不應(yīng)局限于單一技術(shù),而應(yīng)結(jié)合多種技術(shù)。唯有如此,才能探尋出更優(yōu)的病害去除方法。當然,這是當前研究中較為有效的方法之一,但其局限性較多,因此深入探究不可或缺,解決局限性將是后續(xù)研究的重點方向。
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