이 원고 효과적으로 인위적으로 두 점박이 응애의 인구 밀도를 변화 감염 초기 시즌면의 손상을 감지 다중 분광 광학 센서를 설명한다.
The objective of this study was to evaluate a ground-based multispectral optical sensor as a remote sensing tool to assess foliar damage caused by the two-spotted spider mite (TSSM), Tetranychus urticae Koch, on greenhouse grown cotton. TSSM is a polyphagous pest which occurs on a variety of field and horticultural crops. It often becomes an early season pest of cotton in damaging proportions as opposed to being a late season innocuous pest in the mid-southern United States. Evaluation of acaricides is important for maintaining the efficacy of and preventing resistance to the currently available arsenal of chemicals and newly developed control agents. Enumeration of spider mites for efficacy evaluations is laborious and time consuming. Therefore, subjective visual damage rating is commonly used to assess density of spider mites. The NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) is the most widely used statistic to describe the spectral reflectance characteristics of vegetation canopy to assess plant stress and health consequent to spider mite infestations. Results demonstrated that a multispectral optical sensor is an effective tool in distinguishing varying levels of infestation caused by T. urticae on early season cotton. This remote sensing technique may be used in lieu of a visual rating to evaluate insecticide treatments.
두 점박이 응애는 점박이 응애 (코흐)는 많은 필드와 원예 식물 1, 2의 광식, 그리고 다국적 해충이다. 이 공장 3, 4의 바닥면에 식민지 내부의 웨빙을 살고있다. 그것은 지난 십 5 이상 중반 미국 남부에서 시즌 초반 해충에 늦은 시즌 인에서 진화했다. TSSM는면의 5 일 가장 유해한 해충이었다 2011 년 6, 7 년에 미국에서 수율면과 0.167 % 감소의 57,441 베일의 추정 손실이 발생합니다. 그것의 짧은 수명, 높은 생산력 및 소화 및 생체 이물질 해독 할 수있는 능력과 결합 반수체 – 이배체 성 결정은 살충제 (8)에 대한 저항의 개발을 더욱 악화했다. 현재, 살비제는 O로 남아T. 응애의 억제 할수 있답니다 신뢰할 수있는 제어 메커니즘. 따라서, 필드 곤충 학자는 지속적으로 효능에 대한 현재 및 새로 개발 된 살비제를 평가합니다.
거미 진드기에 의한 피해의 추정은 일반적 때문에 수동으로 진드기를 계산에서 발생하는 어려움의 주관적인 규모의 피해를 득점으로 수행한다. 일부는 감염 잎의 비율이 잎 9 당 거미 진드기의 수보다는 득점했다 이항 샘플링을 실시했다. 식물의 광범위한 붉어에 전각 및 홍조로 변화 리프 붉어 인덱스 스케일은 손상을 추정하는 기준으로 사용 하였다. 목화에 T. 티카의 공간적 분포 패턴은 덩어리 진 배광 패턴 (9)을 따른다. 진드기는 주로 클러스터에 스파 스에서 면화 단풍 배포 및 현장 조건에서 그렇게 남아있다. 이러한 분포 패턴의 COU작은 크기, 이동성과 다산 재생 간청는 TSSM의 열거 어렵게 만든다. 신뢰할 수있는 대안 기술은 정량적 TSSM에 대한 살비제의 효과를 평가하기 위해 진드기 밀도의 평가를 위해 필요하다.
이 연구의 목적은 멀티 스펙트럼의 광 센서를 사용하여 다양한 농도 TSSM 손상 목화 식물을 분리 하였다. 우리의 목적은 지상 광학 센서가 분류하고 거미 진드기에 의해 손상 것과 건강한 면화 공장을 분리 할 수 있는지 알아보고자 하였다.
필드 실시 종래 살충제 효능 시험 미처리 확인하기 위해 다른 속도로인가 비해 여러 화학 치료법을 포함한다. TSSM의 령 성인 단계에 대한 다양한 독성 프로파일과 진드기 구충제 그들에 의한 피해가 화학적 처리에 의해 감소 될 수 있는지를 결정하기 위해 평가된다. TSSM 샘플을 수집하고 그들이 현미경으로 관찰하고 TSSM의 다양한 단계를 계산하고 기록하는 실험실로 가져 있습니다. 각각의 치료에 손상을 결정하고 통계적으로 허용 정확하게 구별하기 위해 호스트 식물의 적절한 샘플을 채취하기 위해 매우 중요하다. 서로먼트를 구별하는 데 필요한 샘플의 수는 유기체의 분포 프로파일에 의존한다. TSSM의 높은 누덕 누덕 기운 분포는 샘플 영역 사이에 변화의 상당한 양의 리드, 많은 식물에서 채취해야인구 추정의 재현성을 보장하기 위해. 그러나, 예산, 인력, 시간 및 통계 정밀도는 샘플링 기법에 충돌 중요한 요소입니다. 그것은 최소한의 비용으로하지만, 대부분의 정밀 샘플링을 수행하기 위해 최적으로 사용할 수있는 자원을 할당하는 연구자들에게 당연히 할 일이다 behoove.
계산 TSSM 단계 대신에 곤충 학자 시각적으로 손상 다양한 수준의없이 손상의 규모에 따라 피해를 점수. 예를 들어, 일부 연구자들은 감염 잎의 비율이 잎 9, 19 당 거미 진드기의 수보다는 득점했다 이항 샘플링을 제안했다. 기타 식물, 캐노피 (19)의 광범위에 붉어 점각 및 홍조로 변화 판 붉어 인덱스 스케일에 기초면 TSSM에 의한 손상을 평가했다. 이 방법은 임의의 일화 손상의 정도의 개별 인식에 의해 바이어스된다.TSSM에 의한 피해의보다 강력한 양적 평가는 평가 및 통계 정밀하게 치료를 분리해야합니다.
지상 기반 멀티 스펙트럼 광 센서 정량적 TSSM 의해 가해진 손상을 결정하는 많은 연구자들에 의해 채택 된 시각 손상 평가 시스템보다 정확하게 치료를 분리하는 개선 된 샘플링 수단이 될 것으로 보인다. 그러나, 연구자들은 데이터 집약적 인 하이퍼 스펙트 럴 원격 감지 식별 웨이브 20, 21 길이 두 적은 데이터 집약적 인 멀티 스펙트럼 원격 감지와 비교 작물 응력 캐노피 특성을 검출하기 위해 다양한 스펙트럼의 서명을 제공하는 것으로보고있다. 하이퍼 스펙트 럴 분석 장치를 사용하고 Reisig 실어 구별의 스펙트럼 정보로서 NIR 반사율 파장 ≈850 내지 uninfested면 (22)을 절지 들끓는 것을 발견. 본 연구에서는 두 스펙트럼 밴드 멀티 스펙트럼 반사율 값 (NIR 값 존재 ≈770 nm의) TSSM의 다양한 밀도와 오염 된면 식물을 식별하고 특성화 할 수 있었던 것으로 나타났습니다. 또한, 우리는 이전에보고하는 멀티 스펙트럼 광학 센서뿐만 아니라 효과적으로면 식물이 TSSM의 매우 다양한 밀도의 종류와 감염뿐만 아니라 spiromesifen이 절반에 온실에서 시즌 초반면에서 TSSM을 제어에 멕틴보다 더 효과적인 것으로 나타났다 분리 가장 낮은 라벨 비율 23의 비율.
멀티 스펙트럼 광 센서 휴대 연구 플랫폼 상에 장착 될 수 있고, 반사율 값은 인간의 주관없이 식물 캐노피의 처리 영역으로부터 획득 될 수있다. 진드기 효능 데이터 따라서 많은 인간 노동없이 얻을 수 있습니다. NDVI 데이터 쉽게 컴퓨터에 업로드 될 수 있고, 통계적으로 분석 상업용소프트웨어. 또한, GPS를 수집하는 모바일 플랫폼에 장착 될 수있는 GPS 수신기는 필드의 손상 맵을 생성하기 위해 조정한다. 식물 캐노피에서 멀티 스펙트럼 반사율 서명을 사용하여 멀티 스펙트럼 광 센서 식별 및 식물 스트레스를 정량화하는 신속하고 비용 효율적인 수단을 제공한다. 또한, 필드의 더 큰 영역은 종래의 필드 정찰에 비해 식물 캐노피의 높은 공간 해상도가 더 짧은 시간에 적용 할 수있다. 이면에 TSSM에 대한 임계 손상 레벨이 지역에서 미국의 지역 변수는 것을 기억하는 것이 중요하다. 예를 들어, TSSM 피해는 강우와 높은 습도가 종종 24 깃들인 Midsouth 지역에 비해 같은 캘리포니아와 같은 건조한 환경에서 더 높은 것입니다. 따라서 TSSM 손상으로 인한 수율 손실을 가변 할 것이고 그래서 손상 임계치이다. 그러나, 미시시피, 아칸소와 테네시의 보고서가 공개 임계 수준은면에 TSSM에 대한 식물의 30 ~ 50 %가 감염되어 인구가 적극적 5 증가하는 경우로 나타납니다. 또한, 필드 재배 식물은 물 스트레스와 절지 동물 초식 동물의 먹이와 이러한 활동 사이의 상호 작용이 실질적으로 공장의 생산성을 감소시키고 피해 임계 값에 영향을 미칠 가능성이 있습니다 포함한 여러 스트레스에 노출되어있다. TSSM는면 (25)에 기공 전도도, 광합성과 증산 속도를 줄일 수 있습니다. 온실에서 자란 식물은 자외선 방사선에 의해 영향을 받는다과 크게 기공 기능, 광합성 및 캐노피 형태 (26), (27)에 영향을 미칠 않고 아마 식물의 스트레스에 대한 첨가제의 영향은 중요 할 수 있습니다. 그러나 TSSM 식물 캐노피 (28), (29) <하부 표면 상에 태양 복사로부터 보호되는 서식처에 대한 액세스를 방지함으로써 UV 방사선 할상주 / SUP> 30.
타겟 캐노피와 타겟 센서의 상대적인 방향 상기 광 센서의 높이가 크게 멀티 스펙트럼 광 센서 (31)에 의해 획득 된 반사율 값에 영향 중요한 요인이다. 모바일 연구 플랫폼 면화 캐노피가 열려있을 때와 같이 행 작물 필드를 통해 통과 할 때 예를 들어, 상기 센서는 평행 또는 행에 수직하거나, 센서의 방향에 따라 다른 결과를 생성 할 가능성이있다. 센서가 로우로 수직으로 배향되어, 특히 토양 및 다른 배경 물질이 크게 센서 판독에 영향을 줄 수 있음도 예상된다. 상기 센서로부터의 최대 응답을 얻기 위해, 센서 헤드와 직접 행 위에서 라인 배향한다. 행에 수직 광선을 향하게하여 다시 데리러 가능성이 있지만목화 캐노피 무성 식물로 폐쇄 될 때 접지 토양 반사율은, 그러나, 이것은 수용 될 수있다. 또한, 운영자는 81~1백22센티미터의 동작 높이 범위에 제조자의 권장 사항을 따라야 최대 신호 응답을 얻기 위해 타겟으로 라인 센서 헤드 배향. 이는 사용하기 전에 센서에 배터리를 충전하는 것이 중요하다되거나 보관 문제를 피하기에 연결되어야한다. 낮은 배터리 수준은 잘못된 판독 값을 생성 할 가능성이있다.
The authors have nothing to disclose.
We appreciate the assistance of Chris Parker who daily scanned the plants and Curtis Hubbard who maintained the plants in the greenhouse.
GreenSeeker | Trimble Ag. Division | Model 505 | Red NDVI sensor |
Westminster, CO | |||
Pinto beans | Producer's Co-op., Bryan, TX | Not applicable | Free choice item |
Deltapine cotton seeds | Brazos Bottom Crop Care, Caldwell, TX77836 | Not applicable | 436 RR; NonBt & RoundUp |
Ready | |||
Plastic trays | BWI, Schulenberg, TX | FG1020NL7 | 56 x 28 cm |
Label sticks | Gempler's, Janesville, WI 53547 | Item # 151276 | Durable spike-style pot markers |
4-wheel Garden push cart | Farm Tek, Dyersville, IA 52040 | Item # 108676 | 61 x 122 cm |