RedEdge多光谱相机在冬小麦病害监测中的应用
当病害在农作物上发生时,它先在红边指数中显现出来,然后才在植被覆盖指数(NDVI)中显现。因此,采用红边指数能够尽早发现病害,帮助使用者更早更快地采取措施避免病毒传播。为了更好地说明这一点,我们这里有一份由堪萨斯州研究人员Ray Asebedo教授提供的数据和项目细节。Asebedo教授采用MicaSense公司的RedEdge多光谱相机(现已升级为RedEdge-MX 5通道多光谱相机)在植被覆盖指数显示迹象之前发现了冬小麦田病害。
传感器 MicaSense RedEdge多光谱相机
软件 MicaSense Atlas
位置 美国堪萨斯州
作物 冬小麦
目的 病虫害早期发现
采用红边光谱带更早地探测到病害
Asebedo教授是堪萨斯州立大学(KSU)精准农业方向的助理教授,他做的研究致力于采用现代智能手段提高农业产量、效率、利润和可持续发展。Asebedo教授和他的团队在秋季种植了不同种类的冬小麦。早春之际,Asebedo教授和他的团队利用搭载了MicaSenseRedEdge多光谱相机的无人机对麦田进行飞行测量制图,分析不同种类的小麦生长表现如何。在麦田上飞行完毕,查看MicaSense Atlas收集的图像。观察RGB、植被覆盖指数(NDVI)和复合彩红外(CIR)三张图,麦田看起来基本上是均匀和健康的。然而,当看到叶绿素图时,情况发生了转变。麦田南部的中间部分显示出叶绿素含量有很大差异。

NDVI图

RGB图

CIR图

叶绿素图
Asebedo教授对此产生兴趣,到麦田南部现场了解是什么造成了此区域的差异。在此区域,他观察到叶片上有黄色条纹和斑点,联想到了这些症状和叶绿素图中观察到的叶绿素缺乏的关联。据此,可以推断此区域有小麦线条花叶病毒感染。线条花叶病毒是一种小麦螨传播的病毒。它常常在自生麦上发生,并通过风传播到附近的农田,对小麦产量造成很大的影响。Asebedo教授用这个数据说明控制自生麦减少小麦螨滋生条件的重要性。这个管理措施将帮助避免小麦螨和蚜虫等造成减产的流行性病害感染的风险。

有黄色纹案的小麦叶片,是小麦线条花叶感染的症状
结论
和其他由螨传播的病害一样,小麦线条花叶病毒早期发现很重要。为此,选择好的传感器是关键。Asebedo教授的小麦试验采用MicaSense RedEdge 多光谱相机,这是他做的早期病害探测研究的许多案例之一。Asebedo教授的团队定期检查这个试验田,而病害早期一直没被发现,直到采用MicaSense RedEdge 多光谱相机得到叶绿素图才将病害展现出来。对于许多农作物问题,例如水、氮和病害,早期发现,快速反应是避免产量损失和管理潜力的关键。没有红边光谱带的相机很难做到早期发现问题,当发现的时候往往已经失去合适的控制时期,造成无可挽回的损失。