冬小麦条锈病多时相冠层光谱观测研究.pdf

冬小麦条锈病多时相冠层光谱观测研究 张玉萍，郭洁滨，马占鸿 （中国农业大学植物病理系，北京，100094） 摘 要：田间诱发不同等级的小麦条锈病，并随着条锈病的传播，在不同的小区间形成病情梯度，利用 ASD 手持式地面非成像光谱仪（325~1075nm），对不同生育期、不同病情指数的冬小麦冠层光谱进行测定，并 同步调查病情指数。相关分析结果表明不同病情指数的冬小麦植株在 600nm-703nm，770nm-930nm波段的 冠层光谱反射率存在显著差异，并呈现一些特征，在波段 770nm-930nm间，病情指数与光谱反射率是呈显 著负相关，即随着病情的增加光谱反射率显著降低，而在 600nm-703nm间，病情指数与光谱反射率呈显著 正相关，即随着病情的增加光谱反射率显著增加。进而构建了 3个生育期病情指数与 650nm，850nm波段 处的光谱反射率的回归方程。 关键词：冬小麦条锈病，高光谱，遥感 中图分类号：S431.9 1．引言 条锈病是我国乃至世界上小麦生产上流行性强、发生最广、为害最大的一种病害。其病原是条形柄锈 菌（小麦专化型），属担子菌亚门真菌。小麦条锈菌属于低温、高湿、强光型真菌[1]，一旦条件适宜流行， 会给小麦生产造成极大的损失，据统计，我国就在 1950 年，1964 年，1990 年和 2002 年发生小麦条锈病 四次大流行，引起小麦产量的直接损失分别为60 亿、30 亿、26 亿和 14 亿 kg[2] 。 传统的小麦条锈病监测工作主要采取对越夏越冬区进行田间抽样调查，由于小麦在我国有很大面积的 种植，田间抽样调查不仅不能反映整个小麦越夏越冬区的情况，而且在病害大面积发生时不能对病害的发 生发展有及时地了解，因而不能进行及时、准确的预报和防治决策。随着遥感技术的飞速发展，不同高度、 不同用途的卫星已构成了对地球和宇宙空间多角度、多周期的观测，我们应该充分利用这些信息资源，而 遥感技术已广泛渗透到国民经济的各个领域 ，对于推动经济建设、社会进步、环境的改善和国防建设起 到重大作用[3]，遥感技术在作物估产方面早已应用。很多国家已经开始用航空遥感来监测植物的侵染性和 非侵染性病害[4] 。Clark 等利用红外照片估测大麦网斑病、燕麦冠锈病和黄矮病毒病、小麦白粉病对作物造 [5] [6] 成的危害 ,Blazquez 和 Edwards 用近红外彩色照片研究番茄和马铃薯病害 ，Greaves 等用航空照片监测 冬小麦上由蚜虫传播的大麦黄矮病毒病[7] 。而我国在植物病害方面近几年的研究也逐渐增多，这些基础研 究的进行必将对真正实现卫星遥感监测植物病害做出积极的推动作用。 本研究进行了细致的田间试验，利用 ASD 手持式地面非成像高光谱仪对冬小麦条锈病多个生育时期 的冠层光谱进行测定，进一步研究了小麦条锈病的冠层光谱特征及变化规律。 2 ．材料和方法 2. 1 试验地及试验设计 试验地位于北京市昌平区小汤山国家精准农业示范研究基地。试验田设 26 个小区，其中 3 个小区是 2 2 接种区，一个对照区，每个小区 3×3m ,小区间间隔 3×3m ,设计图如下: N 25 24 23 22 21 16 17 18 19 20 15 14 13 12 11 - 1 -