本文主要研究内容
作者翁海勇（2019）在《基于光学成像技术的柑橘黄龙病快速检测方法研究》一文中研究指出：黄龙病(Huanglongbing,HLB)是柑橘最具有毁灭性的病害,传染性极强,然而却尚无有效根治的方法。染病植株会经历一段从几个月到几年不等的潜伏期后才会显现典型的黄龙病症状,而处于潜伏期未显症的染病植株会继续充当传染源的角色,导致柑橘黄龙病在果园中进一步的传播。另一方面,宿主对病原菌侵染的响应会因生长环境条件、树龄、长势和品种的差异而不同,从而加大了黄龙病检测的难度。因此,及早发现并挖除病树是目前最有效的控制策略。光学成像技术作为一种先进的植物病害检测方法,具有快速、操作简单、无损等优点,在植物病害高通量检测中具有重要的应用前景。因此,本实验以柑橘为研究对象,采集不同季节、果园以及染病程度条件下柑橘叶片高光谱图像和叶绿素荧光图像,并测量淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量,探索基于光学成像技术的柑橘黄龙病快速检测方法研究,分析季节变化、果园以及染病程度差异等因素对宿主生理代谢、光合作用和柑橘黄龙病检测效果的影响。本研究的内容和结论如下:首先,研究了不同季节、果园以及染病程度条件下柑橘叶片糖代谢的动态变化规律。病原菌的侵染导致叶片在未显症时期就出现了糖代谢异常,并且成熟叶片中的碳水化合物的累积程度大于新叶(嫩叶),其中蔗糖和葡萄糖对HLB的响应速度大于淀粉。虽然缺铁和黄龙病侵染均会引起叶片黄化,但是两者对柑橘叶片碳水化合物代谢的影响呈相反的趋势。其次,探究了黄龙病对柑橘叶片光谱反射率的影响。病原菌的侵染引发染病叶片韧皮部堵塞,碳水化合物异常累积,进而影响叶片的光学组织特性。在可见光区域,染病和缺素叶片的反射率均升高;在近红外区域,染病叶片的反射率上升,而缺素叶片则降低;利用特征波段选择算法493、515、665、716和739nm五个波段的图谱信息与可作为不同季节、果园以及染病程度条件下HLB的光谱“指纹”特征。进一步将特征波段反射率、特征波段图像纹理特征以及对应的第二主成分图像的纹理特征进行融合,建立最小二乘支持向量机(Least squares-support vector machine,LS-SVM)判别模型。模型对染病程度较严重的果园1和较轻的果园2柑橘叶片黄龙病的总体识别正确率分别为91.6%和89%。最后,采用模型传递的方法实现了利用温州蜜柑建立的判别模型对椪柑黄龙病的检测,得到了 93.5%的总体识别正确率。再次,分析了宿主在光合作用水平上对黄龙病病原菌的响应。黄龙病的侵染导致未显症柑橘叶片的光合作用系统就受到了不可逆的损伤,引起最小荧光产量Fo上升,PSII的最大光量子效率Fv/Fm值下降及PSII中有活性的光反应中心数量减少(Fv/Fo值下降)。同时,病原菌影响了叶片对光能的分配,降低了宿主将吸收光能转化为光化学反应(ΦPSⅡ)的能力,激发能转换成不可调制荧光淬灭(ΦNO)的比例上升。最后,分析了采用叶绿素荧光成像技术对不同季节、果园以及染病程度条件下柑橘黄龙病的识别效果。结果表明,测量程序L4获得的53个叶绿素荧光参数构建的LS-SVM判别模型对染病程度较为严重的果园1中不同月份的柑橘黄龙病的总体识别正确率均能大于95%;而对处于潜伏期果园2,除了健康和染病叶片长势差异较小的5月和9月,在其他月份的识别正确率均大于89%。最后,融合高光谱成像和叶绿素荧光成像技术,建立了稳健的柑橘黄龙病诊断模型。可见-近红外高光谱图像和叶绿素荧光图像分别提供代谢生理和光合作用的信息。因此,融合两种信息有望获得更加全面的柑橘黄龙病病理特征,增强对柑橘黄龙病的表征能力。结果表明,融合五个特征波段(493nm、515nm、665nm、716nm和739 nm)的反射率和测量程序L2获得的29个叶绿素荧光参数构建的LS-SVM判别模型能够降低漏判率(果园2中5月和9月的漏判率分别减少了 11.6%和17.6%),缩短单个样本的检测时间(减少了 56.7%),减少模型的输入参数(减少了 35.8%)。对染病程度较大的果园1和较低的果园2整个实验周期的总体识别正确率分别为96.7%和89.5%,优于单独使用基于特征波段光谱反射率(果园1和果园2分别为85.9%和79.4%)或者测量程序L2获得的叶绿素荧光参数(果园1和果园2分别为95.5%和84.6%),说明融合高光谱成像和叶绿素荧光成像技术能够实现不同季节、果园以及染病程度的柑橘黄龙病的检测,降低了季节变动、果园以及染病程度差异等因素对柑橘黄龙病判别模型预测性能的影响。
Abstract
huang long bing (Huanglongbing,HLB)shi gan ju zui ju you hui mie xing de bing hai ,chuan ran xing ji jiang ,ran er que shang mo you xiao gen zhi de fang fa 。ran bing zhi zhu hui jing li yi duan cong ji ge yue dao ji nian bu deng de qian fu ji hou cai hui xian xian dian xing de huang long bing zheng zhuang ,er chu yu qian fu ji wei xian zheng de ran bing zhi zhu hui ji xu chong dang chuan ran yuan de jiao se ,dao zhi gan ju huang long bing zai guo yuan zhong jin yi bu de chuan bo 。ling yi fang mian ,su zhu dui bing yuan jun qin ran de xiang ying hui yin sheng chang huan jing tiao jian 、shu ling 、chang shi he pin chong de cha yi er bu tong ,cong er jia da le huang long bing jian ce de nan du 。yin ci ,ji zao fa xian bing wa chu bing shu shi mu qian zui you xiao de kong zhi ce lve 。guang xue cheng xiang ji shu zuo wei yi chong xian jin de zhi wu bing hai jian ce fang fa ,ju you kuai su 、cao zuo jian chan 、mo sun deng you dian ,zai zhi wu bing hai gao tong liang jian ce zhong ju you chong yao de ying yong qian jing 。yin ci ,ben shi yan yi gan ju wei yan jiu dui xiang ,cai ji bu tong ji jie 、guo yuan yi ji ran bing cheng du tiao jian xia gan ju xie pian gao guang pu tu xiang he xie lu su ying guang tu xiang ,bing ce liang dian fen 、zhe tang 、pu tao tang he guo tang han liang ,tan suo ji yu guang xue cheng xiang ji shu de gan ju huang long bing kuai su jian ce fang fa yan jiu ,fen xi ji jie bian hua 、guo yuan yi ji ran bing cheng du cha yi deng yin su dui su zhu sheng li dai xie 、guang ge zuo yong he gan ju huang long bing jian ce xiao guo de ying xiang 。ben yan jiu de nei rong he jie lun ru xia :shou xian ,yan jiu le bu tong ji jie 、guo yuan yi ji ran bing cheng du tiao jian xia gan ju xie pian tang dai xie de dong tai bian hua gui lv 。bing yuan jun de qin ran dao zhi xie pian zai wei xian zheng shi ji jiu chu xian le tang dai xie yi chang ,bing ju cheng shou xie pian zhong de tan shui hua ge wu de lei ji cheng du da yu xin xie (nen xie ),ji zhong zhe tang he pu tao tang dui HLBde xiang ying su du da yu dian fen 。sui ran que tie he huang long bing qin ran jun hui yin qi xie pian huang hua ,dan shi liang zhe dui gan ju xie pian tan shui hua ge wu dai xie de ying xiang cheng xiang fan de qu shi 。ji ci ,tan jiu le huang long bing dui gan ju xie pian guang pu fan she lv de ying xiang 。bing yuan jun de qin ran yin fa ran bing xie pian ren pi bu du sai ,tan shui hua ge wu yi chang lei ji ,jin er ying xiang xie pian de guang xue zu zhi te xing 。zai ke jian guang ou yu ,ran bing he que su xie pian de fan she lv jun sheng gao ;zai jin gong wai ou yu ,ran bing xie pian de fan she lv shang sheng ,er que su xie pian ze jiang di ;li yong te zheng bo duan shua ze suan fa 493、515、665、716he 739nmwu ge bo duan de tu pu xin xi yu ke zuo wei bu tong ji jie 、guo yuan yi ji ran bing cheng du tiao jian xia HLBde guang pu “zhi wen ”te zheng 。jin yi bu jiang te zheng bo duan fan she lv 、te zheng bo duan tu xiang wen li te zheng yi ji dui ying de di er zhu cheng fen tu xiang de wen li te zheng jin hang rong ge ,jian li zui xiao er cheng zhi chi xiang liang ji (Least squares-support vector machine,LS-SVM)pan bie mo xing 。mo xing dui ran bing cheng du jiao yan chong de guo yuan 1he jiao qing de guo yuan 2gan ju xie pian huang long bing de zong ti shi bie zheng que lv fen bie wei 91.6%he 89%。zui hou ,cai yong mo xing chuan di de fang fa shi xian le li yong wen zhou mi gan jian li de pan bie mo xing dui peng gan huang long bing de jian ce ,de dao le 93.5%de zong ti shi bie zheng que lv 。zai ci ,fen xi le su zhu zai guang ge zuo yong shui ping shang dui huang long bing bing yuan jun de xiang ying 。huang long bing de qin ran dao zhi wei xian zheng gan ju xie pian de guang ge zuo yong ji tong jiu shou dao le bu ke ni de sun shang ,yin qi zui xiao ying guang chan liang Foshang sheng ,PSIIde zui da guang liang zi xiao lv Fv/Fmzhi xia jiang ji PSIIzhong you huo xing de guang fan ying zhong xin shu liang jian shao (Fv/Fozhi xia jiang )。tong shi ,bing yuan jun ying xiang le xie pian dui guang neng de fen pei ,jiang di le su zhu jiang xi shou guang neng zhuai hua wei guang hua xue fan ying (ΦPSⅡ)de neng li ,ji fa neng zhuai huan cheng bu ke diao zhi ying guang cui mie (ΦNO)de bi li shang sheng 。zui hou ,fen xi le cai yong xie lu su ying guang cheng xiang ji shu dui bu tong ji jie 、guo yuan yi ji ran bing cheng du tiao jian xia gan ju huang long bing de shi bie xiao guo 。jie guo biao ming ,ce liang cheng xu L4huo de de 53ge xie lu su ying guang can shu gou jian de LS-SVMpan bie mo xing dui ran bing cheng du jiao wei yan chong de guo yuan 1zhong bu tong yue fen de gan ju huang long bing de zong ti shi bie zheng que lv jun neng da yu 95%;er dui chu yu qian fu ji guo yuan 2,chu le jian kang he ran bing xie pian chang shi cha yi jiao xiao de 5yue he 9yue ,zai ji ta yue fen de shi bie zheng que lv jun da yu 89%。zui hou ,rong ge gao guang pu cheng xiang he xie lu su ying guang cheng xiang ji shu ,jian li le wen jian de gan ju huang long bing zhen duan mo xing 。ke jian -jin gong wai gao guang pu tu xiang he xie lu su ying guang tu xiang fen bie di gong dai xie sheng li he guang ge zuo yong de xin xi 。yin ci ,rong ge liang chong xin xi you wang huo de geng jia quan mian de gan ju huang long bing bing li te zheng ,zeng jiang dui gan ju huang long bing de biao zheng neng li 。jie guo biao ming ,rong ge wu ge te zheng bo duan (493nm、515nm、665nm、716nmhe 739 nm)de fan she lv he ce liang cheng xu L2huo de de 29ge xie lu su ying guang can shu gou jian de LS-SVMpan bie mo xing neng gou jiang di lou pan lv (guo yuan 2zhong 5yue he 9yue de lou pan lv fen bie jian shao le 11.6%he 17.6%),su duan chan ge yang ben de jian ce shi jian (jian shao le 56.7%),jian shao mo xing de shu ru can shu (jian shao le 35.8%)。dui ran bing cheng du jiao da de guo yuan 1he jiao di de guo yuan 2zheng ge shi yan zhou ji de zong ti shi bie zheng que lv fen bie wei 96.7%he 89.5%,you yu chan du shi yong ji yu te zheng bo duan guang pu fan she lv (guo yuan 1he guo yuan 2fen bie wei 85.9%he 79.4%)huo zhe ce liang cheng xu L2huo de de xie lu su ying guang can shu (guo yuan 1he guo yuan 2fen bie wei 95.5%he 84.6%),shui ming rong ge gao guang pu cheng xiang he xie lu su ying guang cheng xiang ji shu neng gou shi xian bu tong ji jie 、guo yuan yi ji ran bing cheng du de gan ju huang long bing de jian ce ,jiang di le ji jie bian dong 、guo yuan yi ji ran bing cheng du cha yi deng yin su dui gan ju huang long bing pan bie mo xing yu ce xing neng de ying xiang 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自浙江大学的翁海勇，发表于刊物浙江大学2019-04-12论文，是一篇关于柑橘论文,黄龙病论文,病害检测论文,高光谱成像技术论文,叶绿素荧光成像技术论文,最小二乘支持向量机论文,光合作用论文,碳水化合物论文,浙江大学2019-04-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自浙江大学2019-04-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：柑橘论文; 黄龙病论文; 病害检测论文; 高光谱成像技术论文; 叶绿素荧光成像技术论文; 最小二乘支持向量机论文; 光合作用论文; 碳水化合物论文; 浙江大学2019-04-12论文;