黄瓜于我国种植广泛,其经济效益颇为可观。在成熟前,黄瓜易受多种病害侵袭,从而引发各类植物疾病,这对黄瓜的产量与品质均会产生影响,严重时甚至可能导致绝收。
一般而言,黄瓜病害可依据其表皮的颜色、形状以及纹理进行初步判断。然而,一旦病害发展至肉眼可见的程度,往往已错过补救时机。因此,防护措施务必尽早且妥善实施。但肉眼观察存在诸多困难,且不同人员的观察结果可能存在较大差异,这对实际工作的开展影响显著。现代科学技术发达,人工看护已非必要,全自动专业诊断系统可确保监控的准确性与实时性。相较于机器,人眼对各种色光的接收存在较大限制,许多色光信息难以获取,因此,采用高光谱相机分析黄瓜病害无疑是明智之举。
众所周知,常见的黄瓜病害通常会致使外部表皮发生变化,进而引发病变。传统的人工黄瓜病害诊断方式效率低下、速度迟缓且准确性欠佳,常常延误防治的最佳时机。人工防护的主观性过强,依赖肉眼观测判断,误差率颇高,尤其是当病害在黄瓜表皮表现尚不明显时,更易出现判断失误,从而错过黄瓜病害防治的黄金时期。现代新型信息技术 —— 高光谱成像技术,通过采集黄瓜表皮的各类色光信息,并与标准数据进行比对,进一步融合图像处理技术,借助高光谱相机所捕捉的图像,将黄瓜的内部品质与外部表皮特征相结合,展开全面分析,并进行可视化呈现,有助于在第一时间对黄瓜病害作出精准判断。
为运用高光谱技术对黄瓜病害进行精准分析,首先利用高光谱相机开展小型测试,依据测试数据评定高光谱相机在黄瓜病害诊断中的应用价值。鉴于光线强度、采集角度以及成像技术等因素对高光谱图像采集技术影响较大,故在测试中将这三个因素设定为实验变量进行试验。随后,将实验所得数据与参考数据进行对比分析,据此得出结论性结果。
实验设备(FigSpec FSIQ系列):
病变叶片
RGB图像
植株在遭受病原体干扰后,内部组织与器官系统会发生改变,并最终在外部表皮有所体现。常见的病害表现如下:
1. 变色:因光合作用中的叶绿素形成受阻,致使植物局部或全部丧失正常绿色,最终由于叶绿素缺失而导致其他色素积累,呈现黄色、紫红或红色。
2. 斑点与坏死:内部组织细胞遭到破坏,形成植物斑点,严重时根茎叶会彻底枯死。
3. 腐烂:长时间受风雨侵蚀,致使内部组织细胞破坏与分解,从而诱发腐烂。水分较多时形成湿腐烂,水分较少时则形成干腐烂,幼小的根茎甚至会直接死亡。常见的黄瓜病害包括黄瓜白粉病和黄瓜霜霉病,这两种病害在我国黄瓜种植中极为常见且难以解决,还具有易流行的特点。一旦出现少量病害,需及时防治,否则极易引发大面积发病,给菜农造成巨大经济损失。
高光谱成像技术能够精准反映病害植株的内部组织结构,依据图像可判断植株的病害程度,以便及时采取相应补救措施进行防护,从而提升黄瓜质量。国内外专家学者在利用高光谱相机进行植株病害诊断方面成果斐然。该技术应用于黄瓜病害的诊断与防护,将为菜农带来显著的经济效益。高光谱成像技术在农作物病害诊断领域属于快速有效的新型科技作物技术。不过,高光谱成像技术也存在一定问题,例如容易受光强影响,导致对植株的高光谱成像分析出现错误,呈现出无病害的假象。因此,高光谱成像技术在农业领域的作用有限。所以,不应局限于单一技术,而应结合多种技术。唯有如此,才能探寻出更优的病害去除方法。当然,这是当前研究中较为有效的方法之一,但其局限性较多,因此深入探究不可或缺,解决局限性将是后续研究的重点方向。
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