胁迫是一种抑制植物充分发挥其基因组潜能的生理状态,早期检测植物胁迫对维持生物量和水分吸收至关重要。利用Micasense多光谱技术,种植者和研究人员可以有效地测量相对叶绿素含量和氮肥状态,确定感染点,防止胁迫对植物的损害。
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利用MicaSense RedEdge-MX多光谱相机监测化肥和杀菌剂的应用
匈牙利AGRON的研究人员使用MicaSense RedEdge-MX多光谱相机来确定化肥和杀菌剂对不同小麦品种的影响。
胁迫是一种抑制植物充分发挥其基因组潜能的生理状态。早期检测植物胁迫对维持生物量和水分吸收至关重要。利用多光谱技术,种植者和研究人员可以有效地测量相对叶绿素含量和氮肥状态,确定感染点,防止胁迫对植物的损害。
自2016年以来,匈牙利农业图像分析和无人机服务公司AGRON一直在利用无人机数据评估此类策略。最近使用MicaSense RedEdge-MX多光谱相机观测小麦项目的细节如下所述。
该项技术
AGRON团队使用MicaSense RedEdge-MX多光谱相机来监测植物生理状况,着手确定小麦作物中出现的第一个胁迫迹象。AGRON的研究人员测量了植物胁迫的相对叶绿素含量,确定了营养物质含量低的区域,并检测了感染点。收集到的数据通过他们的在线平台AGRONmaps进行分析。
图 1 (冬 小 麦)
合成RGB图(左) AGRON测量叶绿素图(中) AGRON测量氮素图(右)
肥料对植物叶绿素含量的影响分析
AGRON的研究人员分析了整个营养季节小麦对不同水平肥料的反应。RedEdge-MX多光谱相机不仅可以方便地识别养分含量低的区域,还可以帮助监测整个季节施肥的效果,并帮助确定哪些地方需要新的施肥。
在第一个实验中,AGRON利用SPAD (Soil Plant Analysis Development)叶绿素仪和RedEdge-MX从15个小麦品种中收集了7组数据。根据现有的密集施肥方法(0 > 280 kg/ha,处理间间隔40 kg/ha)调整处理,从而校准基于远程光谱的植物生理学研究的叶绿素测量。因此,有可能分离和评估营养缺乏区(图1)。一些区域显示较早的营养缺乏迹象,因此也研究了营养响应的物种特异性方面。
为了显示不同曲线之间的差异,AGRON使用了查找表(LUT)或伪彩图的方法。颜色是反映作物健康状况的基本指标。例如,下面作物栏中不同的颜色表示叶绿素水平之间的差异(图1),红色的点表示叶绿素缺乏。利用这些数据,AGRON可以开发新的指标,如AGRON叶绿素指数。
分析各种杀菌剂对疾病管理的影响
AGRON的研究人员还分析了不同类型的小麦对杀菌剂的反应,重点是对白粉病(Blumeria graminis)等病原体的抗性。本试验选取冬小麦42个,斯佩耳特小麦36个,黑小麦36个,大麦36个,硬粒小麦36个。其中一些使用了杀菌剂,而另一些组没有。
部分群体因缺乏杀菌剂处理导致白粉病严重感染。受感染的植株出现白色粉状斑点。使用RedEdge-MX多光谱相机,该团队可以大规模识别感染点,并查看哪些区域包含易感物种 。下面的叶绿素图显示了抗病的(绿色)和易感的(黄色或红色)(图2)。
图2 感染最严重区叶绿素分布图。
结论
利用RedEdge-MX多光谱相机获取的数据,AGRON不仅能够识别和监测营养缺乏,还能检测、探讨与分析小麦对病原菌感染的反应。这类实验的成功证明了RedEdge-MX多光谱相机是监测作物生理状况的有效工具。
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