文档介绍：生工食品学院创优秀博士学位论文资助申请表
申请人姓名
吴迪
年级、学科、专业
06级生物系统工程直博
导师
姓名
何勇
申请理由(博士学位论文的选题、前期工作、依靠的科研项目等方面):
博士学位论文选题:基于光谱与多光谱成像技术的水稻病害检测方法研究
农作物病害是制约农业生产稳定发展的最重要因素之一。农作物病害的损失除了导致减产外,还导致农作物品质降低,而且为防治病害要使用农药,随之产生成本投入增加和污染与公害加剧的问题。实时、便捷、可靠的作物病害检测、预报和防治方法是进行科学的作物生产管理的基础,也是精细农业的关键技术之一。因此,在为实现“三高”农业所需要扫除的诸多障碍中,与病虫等有害生物的斗争是最复杂多变、艰巨而持久的任务之一。植物病害是一种全球性的病害,加强植物病害研究,减轻植物病毒危害,对国民经济的发展具有重要意义。而现有的病害检测技术已经不能满足现代化生产的要求。
根据植物抗性与病毒害之间的交互作用关系,本研究提出了利用基于作物叶片和冠层的光谱与多光谱成像技术对植物病害进行非破坏性检测,以粮食的主要作物来源-水稻作为研究对象,以引致水稻稻瘟病的主要病源-叶瘟病毒(Pyficularia oryzae CAV.)和水稻纹枯病的主要病源-茄丝核菌(Rhizoctonia solani Kuhn)作为病原物,先利用光谱测试技术分别分析受各个病害侵害的水稻叶面和冠层反射光谱,研究水稻在受到不同程度的病害感染下,其光谱反射特征的变异和特征波长值的位移变化,明确受侵害水稻光谱敏感波段的选择;同时通过多光谱成像技术提取并分析不同品种的水稻感染病毒后水平的冠层图像特征信息,并与对正常植株的测试结果进行对比实验。最终建立能准确反映水稻稻瘟病和纹枯病的检测模型和病害程度的定量描述模型,形成对稻瘟病和纹枯病进行早期、准确、非破坏性诊断的新方法和新理论,是植物生理学、生物学、生物数学、遥感技术、计算机图像处理技术等多学科交叉而形成的新研究领域。对提高我国植物抗病机制的研究,控制稻瘟病和纹枯病的危害,科学地指导作物生产,促进植物病理学的发展具有重要的意义。
本课题既适应了生物技术和信息技术这两大前沿学科当今的发展趋势,又是尚未被科学家完全揭秘的科学领域。所揭示的水稻受病毒侵害后的生理变化,以及基于叶片和冠层的多光谱成像技术的病害信息获取机理和方法在理论上和实际应用方面,都具有相当高的创新性。本课题属于基础性研究,但研究成果又可直接应用于生产实际。如果能在理论方法成果的基础上,开发出方便实用的水稻病害检测仪,将会直接作用于水稻全程机械化栽培中,提高生产质量和产量。总之,本课题的实施将在对水稻病害的快速、准确、非破坏性诊断方法研究上有重大突破,对其它作物生产,环境保护,食品安全等方面意义重大,有利于农业的可持续发展。
本研究的主要研究内容:
探测感染稻瘟病和纹枯病的水稻叶面和冠层反射光谱特征。研究不同品种水稻在受到不同程度的病害感染下,其光谱反射特征的变异和特征波长值的位移变化,建立病害种类和病害感染程度与光谱的相关模型,从而通过水稻叶片和冠层的反射光谱进行病害种类和感染程度的预测;
研究不同感染时期的水稻胜利特性,建立病害指标和光谱的相关模型,找出染病的水稻和健康水稻的随时间变化的差异,明确受害水稻光谱敏感波段的选择,实现在病症未被人眼观