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高光譜相機(jī)在作物病害早期檢測(cè)中的作用
瀏覽次數(shù):176發(fā)布日期:2025-04-25
  在全球糧食需求持續(xù)增長(zhǎng)的當(dāng)下,農(nóng)作物的穩(wěn)定高產(chǎn)顯得尤為重要。然而,作物病害始終是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),每年因病害導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)不計(jì)其數(shù)。傳統(tǒng)的病害檢測(cè)手段,多依賴人工肉眼觀察,不僅效率低下,且病害初期癥狀不明顯時(shí),極易漏檢,等到癥狀顯著時(shí),往往已造成較大損失。高光譜相機(jī)的出現(xiàn),為作物病害早期檢測(cè)帶來(lái)了新的曙光。
  高光譜相機(jī)能夠捕捉到可見(jiàn)光和近紅外光波段的光譜信息,這些信息宛如作物的“健康密碼”,能精準(zhǔn)反映出作物的生理狀態(tài)和病蟲(chóng)害特征。其工作原理基于不同物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收、反射和散射特性各異。當(dāng)光照射到作物上,健康部位與染病部位對(duì)光的響應(yīng)不同,該相機(jī)便可捕捉到這些細(xì)微差異。例如,健康葉片中的葉綠素對(duì)特定波長(zhǎng)的光有的吸收和反射模式,而當(dāng)葉片感染病害,葉綠素含量、細(xì)胞結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化,光譜特征隨之改變。
  高光譜相機(jī)在作物病害早期檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)十分顯著。一方面,它能夠?qū)崿F(xiàn)早期預(yù)警。在病害剛?cè)肭肿魑飼r(shí),植株外觀可能僅有極其細(xì)微的變化,肉眼難以察覺(jué),但高光譜相機(jī)憑借高分辨率和豐富的光譜信息,可敏銳捕捉到這些早期跡象。如對(duì)小麥條銹病的監(jiān)測(cè),在病斑肉眼幾乎不可見(jiàn)時(shí),該相機(jī)就能檢測(cè)到葉片光譜的異常,為及時(shí)防治爭(zhēng)取寶貴時(shí)間,有效減少病害傳播和損失。另一方面,該相機(jī)還可進(jìn)行病蟲(chóng)害的定量分析。通過(guò)對(duì)光譜數(shù)據(jù)的深度處理和分析,能獲取諸如病斑面積、蟲(chóng)害密度等反映病蟲(chóng)害嚴(yán)重程度的信息。以棉花棉鈴蟲(chóng)侵害為例,依據(jù)光譜數(shù)據(jù)可精準(zhǔn)估算棉鈴蟲(chóng)在棉田中的分布密度,為精準(zhǔn)施藥提供科學(xué)依據(jù),避免盲目過(guò)量用藥,既降低成本,又減少對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的威脅。
 

 

  在大面積農(nóng)田監(jiān)測(cè)方面,高光譜相機(jī)也展現(xiàn)出強(qiáng)大實(shí)力。傳統(tǒng)人工檢測(cè)方式在面對(duì)廣袤農(nóng)田時(shí),效率低下且難以全面覆蓋。該相機(jī)則可快速獲取大面積作物的光譜圖像,結(jié)合無(wú)人機(jī)技術(shù),更能對(duì)偏遠(yuǎn)、難以到達(dá)的區(qū)域進(jìn)行高效監(jiān)測(cè),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供全面的作物健康信息。在實(shí)際應(yīng)用中,科研團(tuán)隊(duì)利用搭載該相機(jī)的無(wú)人機(jī),對(duì)上千畝的玉米田進(jìn)行定期巡查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)了玉米大斑病的早期發(fā)病區(qū)域,指導(dǎo)農(nóng)戶針對(duì)性防治,大幅降低了病害損失。
  不僅如此,高光譜相機(jī)還助力于不同作物和病蟲(chóng)害的分類與識(shí)別。通過(guò)建立龐大且精準(zhǔn)的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)和模型,針對(duì)不同作物品種以及各類病蟲(chóng)害的光譜特征,可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確分類和診斷。在果園中,該相機(jī)能精準(zhǔn)區(qū)分柑橘黃龍病、潰瘍病等不同病害,為果農(nóng)制定科學(xué)有效的防治策略提供關(guān)鍵決策支持。
  高光譜相機(jī)憑借其技術(shù)優(yōu)勢(shì),在作物病害早期檢測(cè)中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和成本的逐步降低,有望在未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到更廣泛應(yīng)用,為保障全球糧食安全筑牢堅(jiān)實(shí)防線。
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