大多數(shù)農(nóng)作物對(duì)水的狀況高度敏感，水分利用率的細(xì)微變化對(duì)生產(chǎn)力和農(nóng)作物質(zhì)量都有很大的影響。有大量證據(jù)表明，水是限制和調(diào)節(jié)葡萄葡萄品質(zhì)和生產(chǎn)力的主要因素，光合作用主要通過對(duì)氣孔關(guān)閉的影響而受到影響。由于供水的精確調(diào)節(jié)對(duì)于有效調(diào)節(jié)釀酒中的葡萄質(zhì)量至關(guān)重要，因此確實(shí)需要靈敏而強(qiáng)大的技術(shù)來檢測(cè)植物水分“壓力”。紅外熱成像技術(shù)作為監(jiān)測(cè)葡萄藤的工具具有很大的潛力。

多年來，人們一直將紅外測(cè)量的冠層溫度作為“作物壓力”。便攜式紅外熱像儀的最新發(fā)展極大地?cái)U(kuò)展了分析植物冠層熱特性的機(jī)會(huì)，并拓寬了與植物生長和狀況有關(guān)的可用信息。壓力指數(shù)（CWSI）是灌溉良好的農(nóng)作物的冠層溫度與“非水分脅迫的基準(zhǔn)”溫度之間的差除以非蒸騰溫度之間的差。

圖為葡萄樹行側(cè)視圖的紅外熱圖像

第二個(gè)問題是直到最近為止可用的紅外測(cè)溫將單個(gè)目標(biāo)區(qū)域的測(cè)量值限制為平均值，這可能無意中包括了感測(cè)區(qū)域中的土壤，樹干或天空，從而導(dǎo)致了估算的冠層溫度誤差。特別是在稀疏的樹冠中，紅外熱圖像會(huì)受到背景土壤溫度的影響。現(xiàn)場(chǎng)便攜式紅外熱成像系統(tǒng)的最新發(fā)展不僅為研究監(jiān)測(cè)葡萄藤限定區(qū)域內(nèi)的平均溫度提供了機(jī)會(huì)，而且還為獲得該區(qū)域內(nèi)溫度的頻率分布提供了機(jī)會(huì)，并在必要時(shí)僅包括已知的區(qū)域。

圖為照片和紅外熱圖像

研究人員研究了紅外熱成像技術(shù)在野外氣孔導(dǎo)度研究中的應(yīng)用，并報(bào)告了將紅外熱成像技術(shù)用于監(jiān)測(cè)葡萄藤樹冠氣孔閉合的方法。研究的重點(diǎn)是評(píng)估在一系列環(huán)境條件下進(jìn)行的測(cè)量的一致性和可重復(fù)性。還提出了一種在圖像可用時(shí)使用熱數(shù)據(jù)的新方法，該方法涉及對(duì)陰影的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而不是像通常研究的那樣對(duì)完全暴露在陽光下的區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

圖為俯視拍攝的紅外熱像圖

可以從植物冠層的紅外熱成像中獲得有關(guān)葡萄冠層水關(guān)系的有用信息，盡管重要的是要避免在分析植物冠層時(shí)包括非葉材料。通過紅外熱成像，可以選擇合適的區(qū)域或通過使用干濕閾值溫度來定義超出溫度值的范圍來實(shí)現(xiàn)。紅外熱像儀可以對(duì)大面積的冠層進(jìn)行半自動(dòng)分析，并具有非常有效的復(fù)制功能，而這可以通過孔鏡法實(shí)現(xiàn)。紅外熱成像分析可以自動(dòng)校正圖像，例如消除代表天空或土壤的像素。圖像分析進(jìn)一步開辟了紅外測(cè)溫以前無法實(shí)現(xiàn)的一系列技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

Hamlyn G. Jones, Manfred Stoll1, Tiago Santos. Use of infrared thermography for monitoring stomatal closure in the field: application to grapevine. Journal of Experimental Botany.