马铃薯晚疫病叶片SPAD值的高光谱研究

李　梅，徐明珠，何　勇，胡耀华

(1.西北农林科技大学 机械与电子工程学院，陕西 杨凌　712100；2.浙江大学 生物系统工程与食品科学学院，杭州　310058)



马铃薯晚疫病叶片SPAD值的高光谱研究

李梅1，徐明珠1，何勇2，胡耀华1

(1.西北农林科技大学 机械与电子工程学院，陕西 杨凌712100；2.浙江大学 生物系统工程与食品科学学院，杭州310058)

摘要：对晚疫病害胁迫下马铃薯叶片中叶绿素含量(SPAD)及植被指数与高光谱特性进行了关联研究。首先，对接种晚疫病菌的马铃薯叶片进行连续观测7天，获取375～1 018nm波段范围内叶片的高光谱信息和SPAD信息；然后，应用ENVI软件提取高光谱数据中感兴趣区域的平均光谱信息，选择预处理效果最好的方法建立不同的预测模型，包括基于全光谱和连续投影算法(Successive Projection Algorithm, SPA)选择特征波长的偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression ,PLSR)模型与最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines ,LS-SVM)模型，以及4种植被指数RENDVI、VOG1、VOG2、VOG3建立的简单经验估测模型。建模结果表示：全光谱的PLSR模型预测效果最好，而基于特征波长的LS-SVM模型和植被指数的二次多项式模型预测效果稍差，但大大简化了模型，为后续开发便携式仪器提供理论依据。研究表明：应用高光谱技术检测遭受晚疫病害的马铃薯叶片的SPAD及植被指数是可行的，为病害胁迫下作物的其他化学指标实时监测提供了新的路径。

关键词：马铃薯；晚疫病；SPAD ；高光谱技术；植被指数

0引言

叶绿素含量是植物营养胁迫、光合能力和衰老进程等各阶段的良好指示剂[1-2]。当作物遭到病害侵染后，其叶片的叶绿素含量会发生变化，因此可以通过叶片的叶绿素含量来监测植物的生长发育状况和病害胁迫等情况，及时采取措施，按需施肥喷药，减小作物减产风险。……