灰霉病的定義和癥狀介紹

灰霉病是一種由灰霉菌引起的番茄病害，常出現(xiàn)在果實、花蕾和葉片上。它的癥狀是病斑呈現(xiàn)灰色，表面覆蓋有灰白色絨毛，漸漸擴散并導致病部的腐爛，最終影響到整個植株。灰霉病的治療通常需要使用化學農(nóng)藥或者天然植物保護劑來控制病害。

番茄葉片灰霉病檢測方法

通常情況下，番茄葉片灰霉病的早期癥狀是難以被裸眼識別的，但在病變早期，葉片的內(nèi)部組織結(jié)構和葉面上的化學物質(zhì)含量會發(fā)生變化，從而對應著不同的光譜反射率特性。通過高光譜成像技術，可以在病變早期對番茄葉片進行快速、準確的光譜分析，從而實現(xiàn)早期病害檢測和有效治療。

高光譜成像技術如何檢測番茄葉片灰霉病

在使用高光譜成像技術進行番茄葉片灰霉病的早期檢測時，需要通過計算機對所得到的圖像進行分析和處理，以提取出與病變有關的光譜特征參數(shù)。這些光譜特征參數(shù)包括反射率、吸收率、透射率等，通過比較不同光譜特征參數(shù)之間的變化，可以識別出患病的葉片和健康的葉片之間的差異，從而實現(xiàn)早期檢測和診斷。

高光譜成像技術的番茄葉片灰霉病的早期檢測應用案例

本研究應用了400-1000nm的高光譜相機，可采用SINESPEC賽斯拜克技術有限公司產(chǎn)品SP130M進行相關研究。光譜范圍在400-1000nm，波長分辨率優(yōu)于2.5nm，可達1200個光譜通道。采集速度全譜段可達128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。

番茄灰霉病是由灰葡萄孢菌引起的一種世界性侵染病害，對溫室番茄生長危害嚴重，該病害具有易發(fā)生、蔓延快、病菌抗藥性強、經(jīng)濟損失大等特點，已成為抑制溫室番茄安全生產(chǎn)的關鍵因素之一。由該病引起的番茄產(chǎn)量損失高達20%，而且用于防治灰霉病的殺菌劑用量是整個種植季節(jié)殺菌劑用量的60%之多。除危害番茄外，該病菌還可危害茄子、辣椒和黃瓜等20多種作物。傳統(tǒng)的植物病害診斷方法是植保工作者依據(jù)經(jīng)驗和病理分析對植物病狀和病癥進行綜合分析后得出診斷結(jié)果），但傳統(tǒng)檢測方法效率低、工作量大、實時性差，不能實現(xiàn)早期快速診斷，往往耽誤了病害的最佳治理時期，加大了農(nóng)藥的施用量，增加了成本，而且環(huán)境污染嚴重，因此尋求一種快速準確的早期檢測方法非常重要。

目前已有學者應用光譜技術對植物病害進行了早期檢測研究，但是光譜技術只能提供被檢測對象的光譜信息，無法提供目標物的圖像信息。高光譜成像技術是一種將圖像和光譜結(jié)合起來的高效、快速、無損、實時檢測技術。它結(jié)合了計算機圖像與光譜技術兩者的優(yōu)點，并將兩者融為一體，具有多波段、高分辨率與圖譜合一

提出了一種高光譜成像技術的番茄葉片灰霉病的早期檢測。首先通過實驗獲取番茄葉片的高光譜圖像，考慮紅邊現(xiàn)象，利用680～740 nm波段的方差圖實現(xiàn)番茄葉片與背景的分割，以提取有效信息；通過利用提取高光譜圖像中的敏感區(qū)域，進行番茄葉片灰霉病光譜維的數(shù)據(jù)預處理和建模分析，選取SNV預處理方法對高光譜圖像進行預處理，提高數(shù)據(jù)對番茄灰霉病信息的提取能力；

通過SIMCA的鑒別能力參數(shù)獲取特征波段圖像401.14，491.16，550.34，625.18，649.08，687.02和743.11 nm等七個波段圖像，并選擇多元線性回歸法進行患病預測，準確率均大于99%；再由多元線性回歸法獲取各特征波段圖像的回歸系數(shù)，由此獲取波段融合圖像，通過通過最小距離法對融合后的圖分割，提取番茄患病部位信息。

灰霉病和其他番茄病害的區(qū)別 

為了預防番茄葉片灰霉病，農(nóng)民們可以改善種植環(huán)境，增加空氣流通，控制濕度，及時修剪枝條，采取植物保護措施，如使用有機肥料、噴施殺菌劑等。此外，番茄葉片灰霉病和其他番茄病害的區(qū)別在于，灰霉病病斑通常比較小，呈現(xiàn)灰色和褐色，病斑周圍有腐爛現(xiàn)象。

利用高光譜成像技術進行番茄葉片灰霉病的早期檢測，不僅可以提高病害診斷的準確性和可靠性，還可以加速病害治療的進程，減少給番茄種植業(yè)帶來的經(jīng)濟損失。因此，該技術具有很大的應用前景和價值。

高光譜成像技術在農(nóng)業(yè)領域的前景和應用

在其他農(nóng)作物上，高光譜成像技術也被廣泛應用，如水稻、麥子、玉米、大豆、葡萄等。未來，高光譜成像技術由于其精度高、檢測速度快、非破壞性等優(yōu)點，可望在綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、植物生長監(jiān)測、環(huán)境保護中得到廣泛應用。