年 月 第 卷 第 期 景 敏 基 于 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 的 草 莓 干 旱 脅 迫 分 析 景 敏 馬 禎 元 楊 帆 張 琦 丁 敏 陳 曼 龍 陜 西 理 工 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 陜 西 漢 中 陜 西 省 工 業(yè) 自 動(dòng) 化 重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室 陜 西 漢 中 收 稿 日 期 修 回 日 期 網(wǎng) 絡(luò) 出 版 時(shí) 間 網(wǎng) 絡(luò) 出 版 地 址 基 金 項(xiàng) 目 陜 西 省 自 然 科 學(xué) 基 礎(chǔ) 研 究 計(jì) 劃 項(xiàng) 目 陜 西 理 工 大 學(xué) 人 才 啟 動(dòng) 專 項(xiàng) 第 一 作 者 簡(jiǎn) 介 景 敏 女 陜 西 漢 中 人 副 教 授 通 信 作 者 主 要 從 事 機(jī) 器 視 覺 檢 測(cè) 熒 光 圖 像 檢 測(cè) 研 究 第 二 作 者 簡(jiǎn) 介 馬 禎 元 男 陜 西 咸 陽(yáng) 人 碩 士 研 究 生 主 要 從 事 熒 光 圖 像 檢 測(cè) 研 究 摘 要 為 了 探 究 干 旱 脅 迫 與 草 莓 幼 苗 熒 光 圖 像 參 數(shù) 的 關(guān) 系 設(shè) 計(jì) 了 草 莓 幼 苗 葉 綠 素 熒 光 圖 像 采 集 系 統(tǒng) 研 究 利 用 波 長(zhǎng) 光 源 主 動(dòng) 激 發(fā) 不 同 脅 迫 組 分 下 的 草 莓 幼 苗 采 集 從 激 發(fā) 開 始 到 穩(wěn) 態(tài) 階 段 的 熒 光 圖 像 提 出 基 于 最 大 類 間 方 差 法 的 閾 值 分 割 及 圖 像 去 背 景 方 法 進(jìn) 行 圖 像 預(yù) 處 理 并 根 據(jù) 每 幅 圖 像 的 像 素 均 值 繪 制 熒 光 淬 滅 曲 線 分 析 熒 光 衰 減 比 率 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 與 脅 迫 天 數(shù) 相 關(guān) 關(guān) 系 結(jié) 果 表 明 離 體 葉 片 的 熒 光 淬 滅 曲 線 衰 減 變 化 較 大 熒 光 衰 減 比 率 與 干 旱 脅 迫 時(shí) 間 高 度 相 關(guān) 決 定 系 數(shù) 活 體 草 莓 幼 苗 熒 光 衰 減 比 率 在 干 旱 脅 迫 內(nèi) 相 比 對(duì) 照 組 存 在 較 明 顯 變 化 熒 光 淬 滅 曲 線 處 的 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 與 干 旱 脅 迫 天 數(shù) 存 在 較 高 相 關(guān) 性 決 定 系 數(shù) 可 以 作 為 模 型 分 析 草 莓 幼 苗 干 旱 狀 況 經(jīng) 過(guò) 數(shù) 字 處 理 的 熒 光 圖 像 可 以 直 觀 地 分 析 葉 片 熒 光 二 維 分 布 進(jìn) 行 不 同 脅 迫 天 數(shù) 之 間 的 熒 光 比 對(duì) 結(jié) 合 圖 像 的 葉 綠 素 熒 光 分 析 相 較 傳 統(tǒng) 的 熒 光 檢 測(cè) 手 段 更 加 經(jīng) 濟(jì) 直 觀 可 以 作 為 一 種 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 監(jiān) 測(cè) 手 段 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 干 旱 脅 迫 預(yù) 警 關(guān) 鍵 詞 草 莓 干 旱 脅 迫 主 動(dòng) 誘 導(dǎo) 熒 光 熒 光 衰 減 比 率 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 數(shù) 字 圖 像 處 理 中 圖 分 類 號(hào) 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 文 章 編 號(hào) 景 敏 馬 禎 元 楊 帆 等 基 于 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 的 草 莓 干 旱 脅 迫 分 析 排 灌 機(jī) 械 工 程 學(xué) 報(bào) 第 期 景 敏 等 基 于 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 的 草 莓 干 旱 脅 迫 分 析 水 是 植 物 體 的 重 要 組 成 部 分 參 與 了 植 物 的 蒸 騰 呼 吸 光 合 作 用 等 生 理 反 應(yīng) 過(guò) 程 水 分 含 量 影 響 植 物 的 結(jié) 構(gòu) 形 態(tài) 和 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 關(guān) 系 著 農(nóng) 產(chǎn) 品 效 能 產(chǎn) 出 及 經(jīng) 濟(jì) 轉(zhuǎn) 化 比 率 傳 統(tǒng) 的 水 分 含 量 監(jiān) 測(cè) 方 法 大 多 響 應(yīng) 速 度 慢 精 度 低 且 直 接 接 觸 會(huì) 破 壞 植 株 生 長(zhǎng) 近 年 來(lái) 隨 著 各 種 新 型 無(wú) 損 檢 測(cè) 儀 器 研 發(fā) 及 光 學(xué) 技 術(shù) 的 發(fā) 展 熒 光 檢 測(cè) 及 成 像 技 術(shù) 已 經(jīng) 逐 漸 開 始 大 范 圍 應(yīng) 用 在 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 領(lǐng) 域 葉 綠 素 熒 光 誘 導(dǎo) 技 術(shù) 主 要 分 為 主 動(dòng) 和 被 動(dòng) 種 方 法 作 為 最 大 的 被 動(dòng) 遙 感 輻 射 源 基 于 日 光 誘 導(dǎo) 的 葉 綠 素 熒 光 分 析 技 術(shù) 在 遙 感 領(lǐng) 域 最 為 常 見 主 動(dòng) 誘 導(dǎo) 熒 光 技 術(shù) 則 是 利 用 激 發(fā) 光 源 激 發(fā) 葉 綠 素 分 子 產(chǎn) 生 熒 光 通 過(guò) 信 號(hào) 處 理 和 光 電 轉(zhuǎn) 換 的 方 法 獲 得 熒 光 信 息 由 于 這 一 過(guò) 程 與 光 合 作 用 競(jìng) 爭(zhēng) 因 此 可 以 通 過(guò) 葉 綠 素 熒 光 傳 感 來(lái) 探 測(cè) 植 物 光 化 學(xué) 的 效 率 及 不 同 因 素 對(duì) 光 合 作 用 的 影 響 相 當(dāng) 于 光 合 作 用 指 示 器 從 而 廣 泛 應(yīng) 用 于 植 物 各 類 脅 迫 狀 態(tài) 的 監(jiān) 測(cè) 和 預(yù) 警 葉 綠 素 是 一 種 優(yōu) 良 的 熒 光 發(fā) 射 器 熒 光 測(cè) 定 技 術(shù) 可 以 不 破 壞 細(xì) 胞 不 傷 害 生 物 體 在 生 物 學(xué) 和 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 常 被 用 于 分 析 微 量 元 素 脅 迫 和 檢 驗(yàn) 植 物 樣 品 王 藝 斐 等 通 過(guò) 測(cè) 定 光 合 色 素 含 量 吸 收 光 譜 和 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) 討 論 了 葉 片 黃 化 和 脫 落 的 關(guān) 系 楊 一 璐 等 利 用 熒 光 葉 片 圖 像 對(duì) 辣 椒 的 氮 含 量 進(jìn) 行 了 建 模 預(yù) 測(cè) 王 迎 旭 等 利 用 葉 綠 素 熒 光 成 像 系 統(tǒng) 研 究 了 黃 瓜 植 株 不 同 病 害 區(qū) 分 及 早 期 病 害 監(jiān) 測(cè) 的 可 行 性 證 明 了 此 方 法 具 有 良 好 的 應(yīng) 用 前 景 等 利 用 葉 綠 素 成 像 技 術(shù) 分 析 了 不 同 等 級(jí) 的 冷 害 脅 迫 對(duì) 番 茄 幼 苗 的 影 響 等 利 用 葉 綠 素 熒 光 成 像 技 術(shù) 研 究 了 元 素 對(duì) 草 莓 光 合 作 用 的 影 響 等 通 過(guò) 測(cè) 定 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) 研 究 了 鹽 脅 迫 和 部 分 水 分 脅 迫 對(duì) 水 稻 光 合 性 能 的 綜 合 影 響 除 此 之 外 熒 光 技 術(shù) 還 廣 泛 應(yīng) 用 在 遙 感 監(jiān) 測(cè) 識(shí) 別 等 領(lǐng) 域 傳 統(tǒng) 熒 光 誘 導(dǎo) 技 術(shù) 多 利 用 熒 光 動(dòng) 力 學(xué) 曲 線 進(jìn) 行 光 化 學(xué) 效 率 及 光 化 學(xué) 淬 滅 系 數(shù) 分 析 其 中 熒 光 快 相 反 應(yīng) 部 分 在 數(shù) 秒 內(nèi) 完 成 檢 測(cè) 儀 價(jià) 格 昂 貴 且 批 量 測(cè) 量 操 作 不 便 由 于 植 物 內(nèi) 部 因 素 影 響 同 脅 迫 下 植 物 二 維 空 間 表 現(xiàn) 不 同 而 便 攜 式 熒 光 儀 等 商 用 儀 器 難 以 大 面 積 表 征 葉 面 受 迫 二 維 反 應(yīng) 文 中 利 用 葉 綠 素 熒 光 成 像 系 統(tǒng) 對(duì) 草 莓 幼 苗 進(jìn) 行 葉 綠 素 熒 光 成 像 采 集 并 提 取 葉 綠 素 熒 光 圖 像 參 數(shù) 利 用 圖 像 灰 度 時(shí) 間 序 列 繪 制 熒 光 淬 滅 曲 線 建 立 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 與 干 旱 脅 迫 天 數(shù) 的 相 關(guān) 模 型 以 實(shí) 現(xiàn) 草 莓 幼 苗 干 旱 脅 迫 監(jiān) 測(cè) 同 時(shí) 結(jié) 合 圖 像 分 析 均 勻 光 照 下 熒 光 圖 像 受 迫 二 維 表 現(xiàn) 的 差 異 性 為 干 旱 環(huán) 境 對(duì) 草 莓 的 生 長(zhǎng) 影 響 研 究 提 供 一 定 的 理 論 基 礎(chǔ) 材 料 和 方 法 供 試 草 莓 品 種 為 久 香 草 莓 選 株 長(zhǎng) 勢(shì) 一 致 且 約 為 片 真 葉 的 草 莓 幼 苗 進(jìn) 行 培 育 植 株 高 度 為 對(duì) 草 莓 幼 苗 進(jìn) 行 離 體 和 活 體 干 旱 脅 迫 試 驗(yàn) 離 體 試 驗(yàn) 是 指 采 集 草 莓 幼 苗 離 體 葉 片 熒 光 圖 像 觀 察 葉 綠 素 熒 光 圖 像 變 化 及 部 分 熒 光 參 數(shù) 與 脅 迫 時(shí) 間 的 相 關(guān) 性 在 試 驗(yàn) 時(shí) 采 摘 表 面 平 整 且 無(wú) 損 傷 的 草 莓 葉 片 經(jīng) 過(guò) 暗 處 理 后 進(jìn) 行 熒 光 圖 像 采 集 活 體 干 旱 脅 迫 試 驗(yàn) 較 為 復(fù) 雜 需 要 對(duì) 草 莓 幼 苗 提 前 進(jìn) 行 組 別 培 育 處 理 將 草 莓 幼 苗 隨 機(jī) 分 為 組 和 每 組 株 剔 除 異 常 品 種 后 進(jìn) 行 分 組 培 育 其 中 組 不 澆 水 為 試 驗(yàn) 組 組 每 日 澆 水 作 對(duì) 照 組 連 續(xù) 每 隔 對(duì) 其 進(jìn) 行 熒 光 圖 像 采 集 觀 察 葉 綠 素 熒 光 圖 像 參 數(shù) 變 化 規(guī) 律 排 灌 機(jī) 械 工 程 學(xué) 報(bào) 第 卷 試 驗(yàn) 與 分 析 為 獲 得 清 晰 易 于 處 理 的 熒 光 圖 像 設(shè) 計(jì) 了 如 圖 所 示 的 葉 綠 素 熒 光 成 像 采 集 系 統(tǒng) 采 用 大 功 率 集 成 陣 列 作 為 激 勵(lì) 光 源 通 過(guò) 散 熱 基 座 與 恒 流 源 相 連 確 保 散 熱 及 持 續(xù) 工 作 圖 像 采 集 裝 置 選 用 維 視 相 機(jī) 鏡 頭 前 安 裝 有 峰 值 半 帶 寬 的 帶 通 濾 光 片 為 避 免 環(huán) 境 光 的 干 擾 整 個(gè) 試 驗(yàn) 在 暗 室 中 進(jìn) 行 圖 熒 光 成 像 系 統(tǒng) 示 意 圖 圖 像 預(yù) 處 理 圖 像 預(yù) 處 理 的 主 要 目 的 是 消 除 圖 像 的 無(wú) 關(guān) 信 息 增 強(qiáng) 真 實(shí) 信 息 及 相 關(guān) 信 息 的 可 檢 測(cè) 性 和 最 大 限 度 簡(jiǎn) 化 數(shù) 據(jù) 從 而 改 進(jìn) 后 續(xù) 提 取 處 理 的 可 靠 性 由 于 成 像 設(shè) 備 及 冗 余 環(huán) 境 噪 聲 的 影 響 為 了 更 好 地 分 析 葉 片 區(qū) 域 的 圖 像 特 征 在 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 處 理 前 需 要 對(duì) 采 集 到 的 葉 綠 素 熒 光 圖 像 進(jìn) 行 去 背 景 操 作 文 中 采 用 最 大 類 間 方 差 法 進(jìn) 行 閾 值 分 割 然 后 與 原 圖 相 乘 進(jìn) 行 去 背 景 能 有 效 減 免 干 旱 脅 迫 試 驗(yàn) 過(guò) 程 中 植 株 和 設(shè) 備 移 動(dòng) 及 多 次 拍 攝 帶 來(lái) 的 不 可 量 誤 差 去 背 景 流 程 如 圖 所 示 圖 去 背 景 流 程 圖 圖 為 草 莓 葉 片 預(yù) 處 理 圖 像 從 左 至 右 依 次 為 草 莓 熒 光 葉 片 原 圖 法 進(jìn) 行 閾 值 分 割 處 理 生 成 二 值 化 圖 像 以 及 去 背 景 后 熒 光 葉 片 圖 像 圖 草 莓 葉 片 熒 光 圖 像 預(yù) 處 理 圖 為 預(yù) 處 理 前 后 的 圖 像 灰 度 等 級(jí) 對(duì) 比 圖 中 縱 坐 標(biāo) 為 像 素 橫 坐 標(biāo) 為 灰 度 值 可 以 看 出 通 過(guò) 基 于 閾 值 分 割 的 圖 像 預(yù) 處 理 解 決 了 圖 像 背 景 微 小 灰 度 值 問(wèn) 題 將 葉 面 區(qū) 域 以 外 的 灰 度 值 置 保 留 原 有 葉 片 區(qū) 域 圖 像 灰 度 及 彩 色 特 征 有 利 于 后 續(xù) 參 數(shù) 提 取 圖 預(yù) 處 理 圖 像 灰 度 直 方 圖 離 體 葉 片 干 旱 脅 迫 分 析 通 過(guò) 觀 察 草 莓 植 株 葉 片 會(huì) 在 離 體 后 不 斷 失 水 干 枯 采 摘 長(zhǎng) 勢(shì) 良 好 的 草 莓 葉 片 放 置 于 載 物 臺(tái) 上 使 其 自 然 失 水 分 析 葉 片 離 體 后 自 然 干 枯 失 水 和 葉 綠 素 熒 光 圖 像 的 變 化 關(guān) 系 并 采 集 自 然 失 水 脅 迫 狀 態(tài) 下 下 的 熒 光 圖 像 熒 光 淬 滅 曲 線 的 測(cè) 定 一 般 用 調(diào) 制 式 葉 綠 素 熒 光 檢 測(cè) 儀 對(duì) 于 外 場(chǎng) 條 件 而 言 抗 干 擾 性 較 強(qiáng) 結(jié) 果 較 為 精 確 但 價(jià) 格 昂 貴 文 中 使 用 熒 光 成 像 裝 置 進(jìn) 行 室 內(nèi) 熒 光 獲 取 并 提 取 熒 光 淬 滅 曲 線 進(jìn) 行 分 析 離 體 葉 片 經(jīng) 過(guò) 暗 適 應(yīng) 后 預(yù) 設(shè) 采 集 速 率 為 相 機(jī) 曝 光 時(shí) 間 外 觸 發(fā) 采 集 主 動(dòng) 誘 導(dǎo) 光 源 開 啟 后 內(nèi) 的 熒 光 圖 像 張 利 用 圖 像 處 理 軟 件 批 量 背 景 預(yù) 處 理 并 計(jì) 算 每 幅 圖 像 的 平 均 像 素 值 分 析 熒 光 圖 像 時(shí) 間 序 列 提 取 曲 線 最 大 值 和 穩(wěn) 態(tài) 值 等 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) 圖 為 葉 綠 素 熒 光 淬 滅 曲 線 圖 中 縱 坐 標(biāo) 為 像 素 均 值 可 以 看 出 不 同 采 集 時(shí) 刻 下 熒 光 淬 滅 曲 線 衰 減 速 率 不 同 離 體 葉 片 自 然 失 水 衰 減 速 率 快 之 后 趨 于 平 緩 離 體 葉 片 在 自 然 失 水 的 第 期 景 敏 等 基 于 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 的 草 莓 干 旱 脅 迫 分 析 內(nèi) 其 熒 光 最 大 值 和 穩(wěn) 態(tài) 值 都 有 所 下 降 從 最 大 值 到 穩(wěn) 態(tài) 之 間 的 熒 光 衰 減 過(guò) 程 逐 漸 平 緩 離 體 后 葉 片 體 內(nèi) 熒 光 水 平 最 大 值 約 等 于 穩(wěn) 態(tài) 值 相 比 其 他 測(cè) 量 時(shí) 間 有 非 常 明 顯 的 降 低 熒 光 圖 像 在 主 動(dòng) 誘 導(dǎo) 的 內(nèi) 無(wú) 劇 烈 衰 減 圖 熒 光 淬 滅 曲 線 計(jì) 算 熒 光 衰 減 比 率 與 干 旱 脅 迫 的 天 數(shù) 間 的 相 關(guān) 性 其 中 熒 光 衰 減 比 率 為 以 圖 像 中 葉 面 區(qū) 域 所 有 像 素 點(diǎn) 平 均 像 素 值 作 為 上 述 動(dòng) 力 學(xué) 參 數(shù) 參 考 數(shù) 值 熒 光 衰 減 比 率 與 干 旱 脅 迫 天 數(shù) 的 相 關(guān) 性 分 析 如 圖 所 示 可 以 看 出 值 在 離 體 失 水 的 前 個(gè) 記 錄 點(diǎn) 時(shí) 成 平 穩(wěn) 趨 勢(shì) 在 接 下 來(lái) 的 個(gè) 記 錄 點(diǎn) 時(shí) 迅 速 下 降 最 后 趨 于 平 緩 圖 擬 合 曲 線 通 過(guò) 擬 合 相 關(guān) 性 曲 線 發(fā) 現(xiàn) 葉 片 離 體 后 的 熒 光 衰 減 比 值 用 模 型 擬 合 度 最 高 決 定 系 數(shù) 擬 合 公 式 為 式 中 各 參 數(shù) 具 體 值 分 別 為 活 體 葉 片 干 旱 脅 迫 分 析 對(duì) 草 莓 幼 苗 進(jìn) 行 活 體 干 旱 脅 迫 處 理 對(duì) 組 共 株 草 莓 幼 苗 進(jìn) 行 圖 像 采 集 采 集 過(guò) 程 與 離 體 葉 片 干 旱 脅 迫 圖 像 采 集 過(guò) 程 一 致 在 每 次 熒 光 圖 像 采 集 前 進(jìn) 行 暗 處 理 拍 攝 激 發(fā) 開 始 到 穩(wěn) 態(tài) 階 段 的 熒 光 圖 像 并 通 過(guò) 閾 值 分 割 提 取 熒 光 圖 像 信 息 繪 制 草 莓 幼 苗 在 不 同 干 旱 脅 迫 分 組 下 的 葉 綠 素 熒 光 淬 滅 曲 線 通 過(guò) 連 續(xù) 繪 制 激 發(fā) 光 源 開 啟 后 內(nèi) 張 熒 光 圖 像 的 像 素 均 值 記 錄 熒 光 強(qiáng) 度 從 激 發(fā) 開 始 達(dá) 到 最 高 值 然 后 逐 漸 衰 減 直 至 達(dá) 到 穩(wěn) 態(tài) 的 過(guò) 程 截 取 熒 光 強(qiáng) 度 從 最 大 值 衰 減 到 穩(wěn) 態(tài) 的 過(guò) 程 即 為 熒 光 淬 滅 曲 線 如 圖 所 示 圖 草 莓 幼 苗 熒 光 淬 滅 曲 線 圖 為 試 驗(yàn) 組 與 對(duì) 照 組 在 連 續(xù) 干 旱 脅 迫 試 驗(yàn) 中 的 熒 光 衰 減 比 率 值 變 化 情 況 可 以 看 出 試 驗(yàn) 組 在 內(nèi) 進(jìn) 行 持 續(xù) 干 旱 脅 迫 值 波 動(dòng) 較 大 但 干 旱 脅 迫 天 數(shù) 與 值 之 間 無(wú) 明 顯 的 相 關(guān) 關(guān) 系 對(duì) 照 組 在 內(nèi) 持 續(xù) 澆 水 值 較 為 穩(wěn) 定 在 上 下 波 動(dòng) 圖 熒 光 衰 減 比 率 散 點(diǎn) 圖 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 是 指 熒 光 淬 滅 曲 線 到 最 大 值 與 曲 線 任 意 一 點(diǎn) 之 間 連 線 的 最 大 距 離 常 被 用 來(lái) 分 析 水 分 脅 迫 下 植 物 葉 面 水 勢(shì) 變 化 相 關(guān) 關(guān) 系 其 定 義 圖 如 圖 所 示 圖 中 縱 坐 標(biāo) 為 熒 光 強(qiáng) 度 連 續(xù) 高 速 拍 攝 的 熒 光 淬 滅 曲 線 可 以 看 作 是 以 時(shí) 間 為 自 變 量 不 斷 變 化 的 函 數(shù) 其 中 為 熒 光 淬 滅 曲 線 排 灌 機(jī) 械 工 程 學(xué) 報(bào) 第 卷 表 示 熒 光 淬 滅 曲 線 最 大 值 表 示 曲 線 上 除 最 大 值 外 任 一 定 點(diǎn) 顯 然 可 以 寫 出 直 線 方 程 與 的 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 直 線 的 一 般 方 程 為 即 為 熒 光 淬 滅 曲 線 上 的 動(dòng) 點(diǎn) 到 直 線 距 離 的 最 大 值 即 熒 光 淬 滅 曲 線 與 直 線 最 大 距 離 自 變 量 取 值 區(qū) 間 為 計(jì) 算 公 式 為 利 用 圖 草 莓 幼 苗 熒 光 淬 滅 曲 線 分 別 計(jì) 算 取 值 熒 光 淬 滅 曲 線 上 時(shí) 產(chǎn) 生 的 不 同 值 與 脅 迫 天 數(shù) 的 相 關(guān) 性 結(jié) 果 表 明 當(dāng) 即 為 熒 光 淬 滅 曲 線 處 對(duì) 應(yīng) 像 素 均 值 時(shí) 求 得 值 與 干 旱 脅 迫 天 數(shù) 有 較 高 相 關(guān) 性 決 定 系 數(shù) 擬 合 圖 如 圖 所 示 擬 合 方 程 為 式 中 各 參 數(shù) 具 體 值 分 別 為 D F I 圖 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 示 意 圖 和 擬 合 曲 線 干 旱 脅 迫 二 維 分 析 相 對(duì) 于 真 彩 色 熒 光 圖 像 基 于 灰 度 變 換 法 的 偽 彩 色 圖 像 轉(zhuǎn) 換 處 理 可 以 提 高 熒 光 圖 像 的 可 辨 識(shí) 度 圖 為 不 同 分 組 脅 迫 下 不 同 天 數(shù) 的 熒 光 葉 片 偽 彩 色 處 理 后 的 圖 像 圖 不 同 脅 迫 分 組 內(nèi) 的 熒 光 偽 彩 色 圖 像 由 圖 可 以 看 出 試 驗(yàn) 組 長(zhǎng) 期 處 于 干 旱 狀 態(tài) 下 的 草 莓 幼 苗 葉 面 熒 光 分 布 及 范 圍 有 明 顯 變 化 由 于 光 合 作 用 與 熒 光 現(xiàn) 象 處 于 競(jìng) 爭(zhēng) 關(guān) 系 葉 面 熒 光 均 值 增 大 則 意 味 著 植 物 光 合 效 率 的 降 低 在 干 旱 脅 迫 的 第 草 莓 葉 面 葉 綠 素 分 布 明 顯 增 多 這 表 示 葉 片 表 面 嚴(yán) 重 失 水 光 化 學(xué) 反 應(yīng) 能 力 下 降 對(duì) 照 組 澆 水 維 持 了 草 莓 幼 苗 光 合 作 用 所 必 需 的 水 分 及 土 壤 濕 度 其 光 合 速 率 無(wú) 較 大 變 化 葉 片 區(qū) 域 的 熒 光 分 布 沒(méi) 有 較 大 差 異 干 旱 脅 迫 引 起 的 葉 綠 素 含 量 變 化 在 熒 光 偽 彩 色 圖 像 上 表 現(xiàn) 明 顯 為 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 中 大 面 積 監(jiān) 測(cè) 反 映 植 物 生 理 狀 態(tài) 提 供 了 一 定 參 考 結(jié) 論 通 過(guò) 熒 光 采 集 系 統(tǒng) 對(duì) 不 同 干 旱 脅 迫 分 組 下 的 草 莓 幼 苗 進(jìn) 行 了 圖 像 采 集 基 于 圖 像 處 理 算 法 的 圖 像 背 景 預(yù) 處 理 方 法 可 避 免 多 次 拍 攝 及 設(shè) 備 移 動(dòng) 帶 來(lái) 的 誤 差 保 留 葉 面 區(qū) 域 的 熒 光 數(shù) 據(jù) 熒 光 圖 像 采 集 系 統(tǒng) 通 過(guò) 速 率 設(shè) 定 可 以 實(shí) 現(xiàn) 部 分 傳 統(tǒng) 熒 光 曲 線 檢 測(cè) 功 能 以 時(shí) 間 序 列 采 集 的 葉 綠 素 熒 光 圖 像 經(jīng) 過(guò) 圖 像 預(yù) 處 理 像 素 灰 度 平 均 可 以 繪 制 出 熒 光 淬 滅 曲 線 得 到 部 分 熒 光 曲 線 參 數(shù) 試 驗(yàn) 表 明 離 體 草 莓 葉 片 自 然 失 水 可 以 通 過(guò) 熒 光 衰 減 比 與 脅 迫 天 數(shù) 實(shí) 現(xiàn) 檢 測(cè) 決 定 系 數(shù) 較 高 活 體 草 莓 幼 苗 干 旱 脅 迫 內(nèi) 值 相 比 對(duì) 照 組 變 化 明 顯 但 無(wú) 相 關(guān) 規(guī) 律 熒 光 淬 滅 曲 線 處 的 熒 光 動(dòng) 態(tài) 指 數(shù) 與 活 體 草 莓 幼 苗 干 旱 脅 迫 天 數(shù) 具 有 高 相 關(guān) 性 可 用 作 草 莓 幼 苗 干 旱 指 示 預(yù) 警 第 期 景 敏 等 基 于 動(dòng) 態(tài) 熒 光 指 數(shù) 的 草 莓 干 旱 脅 迫 分 析 結(jié) 合 圖 像 的 葉 綠 素 熒 光 分 析 方 法 相 對(duì) 傳 統(tǒng) 的 熒 光 檢 測(cè) 方 法 經(jīng) 濟(jì) 方 便 不 同 分 組 下 的 熒 光 圖 像 在 二 維 方 向 上 直 觀 地 解 釋 了 在 干 旱 脅 迫 下 植 株 內(nèi) 部 葉 綠 素 含 量 變 化 導(dǎo) 致 的 植 物 生 理 狀 態(tài) 變 化 但 成 像 過(guò) 程 極 易 受 到 環(huán) 境 因 素 干 擾 熒 光 圖 像 后 續(xù) 處 理 步 驟 繁 雜 部 分 作 物 的 受 脅 迫 反 映 并 不 一 致 如 何 大 面 積 的 應(yīng) 用 在 農(nóng) 業(yè) 經(jīng) 濟(jì) 領(lǐng) 域 是 需 要 解 決 的 問(wèn) 題 參 考 文 獻(xiàn) 周 春 艷 華 燈 鑫 樂(lè) 靜 等 結(jié) 合 圖 像 的 葉 綠 素 熒 光 動(dòng) 力 學(xué) 植 物 水 分 脅 迫 探 測(cè) 方 法 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 學(xué) 報(bào) 盧 勁 竹 蔣 煥 煜 崔 笛 熒 光 成 像 技 術(shù) 在 植 物 病 害 檢 測(cè) 的 應(yīng) 用 研 究 進(jìn) 展 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 學(xué) 報(bào) 楊 程 杜 思 夢(mèng) 張 德 奇 等 基 于 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) 的 小 麥 葉 片 葉 綠 素 相 對(duì) 含 量 估 算 方 法 應(yīng) 用 生 態(tài) 學(xué) 報(bào) 詹 春 暉 章 釗 穎 張 永 光 日 光 誘 導(dǎo) 葉 綠 素 熒 光 輻 射 傳 輸 模 型 研 究 進(jìn) 展 遙 感 學(xué) 報(bào) 王 媛 王 金 亮 不 同 施 肥 條 件 下 蔬 菜 葉 綠 素 熒 光 光 譜 特 性 研 究 光 譜 學(xué) 與 光 譜 分 析 王 藝 斐 姜 澤 東 張 敖 等 銀 杏 葉 片 黃 化 過(guò) 程 中 光 合 色 素 含 量 和 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) 的 變 化 特 征 研 究 西 南 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 楊 一 璐 汪 小旵 李 成 光 等 基 于 葉 綠 素 熒 光 圖 像 的 辣 椒 葉 片 氮 含 量 的 預(yù) 測(cè) 湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 自 然 科 學(xué) 版 王 迎 旭 孫 曄 李 玉 花 等 基 于 葉 綠 素 熒 光 成 像 的 溫 室 黃 瓜 植 株 病 害 分 類 與 病 情 監(jiān) 測(cè) 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 排 灌 機(jī) 械 工 程 學(xué) 報(bào) 第 卷 岑 海 燕 姚 潔 妮 翁 海 勇 等 葉 綠 素 熒 光 技 術(shù) 在 植 物 表 型 分 析 的 研 究 進(jìn) 展 光 譜 學(xué) 與 光 譜 分 析 王 雅 楠 韋 瑾 湯 旭 光 等 應(yīng) 用 葉 綠 素 熒 光 估 算 植 被 總 初 級(jí) 生 產(chǎn) 力 研 究 進(jìn) 展 遙 感 技 術(shù) 與 應(yīng) 用 尹 勇 剛 袁 軍 偉 劉 長(zhǎng) 江 等 脅 迫 對(duì) 葡 萄 砧 木 光 合 特 性 與 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) 的 影 響 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 技 導(dǎo) 報(bào) 馬 禎 元 景 敏 陳 曼 龍 等 陣 列 誘 導(dǎo) 葉 綠 素 熒 光 的 均 勻 性 研 究 光 學(xué) 技 術(shù) 責(zé) 任 編 輯 陳 建 華 上 接 第 頁(yè) 王 瀟 楠 何 雄 奎 王 昌 陵 等 油 動(dòng) 單 旋 翼 植 保 無(wú) 人 機(jī) 霧 滴 飄 移 分 布 特 性 農(nóng) 業(yè) 工 程 學(xué) 報(bào) 張 宋 超 薛 新 宇 秦 維 彩 等 型 農(nóng) 用 無(wú) 人 直 升 機(jī) 航 空 施 藥 飄 移 模 擬 與 試 驗(yàn) 農(nóng) 業(yè) 工 程 學(xué) 報(bào) 周 瑞 瓊 張 慧 春 周 宏 平 等 噴 霧 參 數(shù) 間 互 作 效 應(yīng) 對(duì) 農(nóng) 藥 霧 滴 飄 移 的 影 響 排 灌 機(jī) 械 工 程 學(xué) 報(bào) 施 學(xué) 貴 徐 旭 常 馮 俊 凱 顆 粒 在 湍 流 氣 流 中 運(yùn) 動(dòng) 的 受 力 分 析 工 程 熱 物 理 學(xué) 報(bào) 責(zé) 任 編 輯 張 文 濤