前言

红外热成像技术在农业领域，特别是在农作物和经济作物的逆境实验中的应用，正在逐渐受到关注。这种技术可以通过捕捉植物表面发出的红外辐射，提供关于植物生长状况、健康状况和环境适应性的重要信息。下面我们通过烟草这种重要的经济作物详细与大家分享一下。

背景概述

中国的烟草产地分布十分广泛，烟草产量丰富，在国际烟草市场上也占有十分重要的地位，超过三分之一的烟草产品的原产地都是中国。烟草的生长会受到多种因素的影响，自然条件的变化会导致烟草生长发育迟缓，甚至死亡。在我国，烟草生长地域广泛，受我国气候类型和地理条件的影响，大部分地区的烟草培育基地都存在缺水、虫害等问题。长期的病害会导致烟草减产，同时质量也会受到影响。

植物对病害胁迫的响应机理一直是植物生理生态学研究的热点。小麦、玉米和水稻等粮食作物的响应机理已有较深入研究, 而烟草作为我国最重要的经济作物, 但涉及烟草于干旱、病害等生理应答机制研究还相对较少。

当前方案及弊端

目前，判断烟草以及植物是否干旱、受病害胁迫主要是通过人工感官判定和理化检测，但是人工感官判定易受一些主客观因素的影响，而理化检测花费时间周期长，步骤繁冗，会造成植物体破损。

代替方案及优势

红外热成像技术对温度具有高敏感性，能非接触在线检测物体表面温度，并生成一个更加直观的热量分布图（如图一所示），能够大幅度提高检测效率，同时还避免对植物体造成破坏。在电气、航空和医学等领域已有比较成熟的研究成果并已经被实际运用。随着热成像技术的进一步发展，其应用领域也在不断拓宽，红外热成像技术在烟草等植物干旱、病害检测中的应用就是一个新的方向，也将逐渐成为一个新的研究热点。

图一、烟草叶片红外热图

红外热成像于植物病害检测原理机制

当植物遭受病害时，膜结构遭到破坏，植物代谢紊乱，水分调节失调，使得气孔发生异质性开闭。植物通过蒸腾而散失的水分中90%以上是通过气孔散失的，气孔异质性开闭会直接引起气孔导度和蒸腾强度等生理指标的改变，使得叶片表面热量损失的程度大小改变，继而造成叶表温度异常变化，而叶温变化常被用来监测诊断植株的受胁迫情况。病情和病害种类不同，蒸腾强度会增强或降低，继而病害部位温度与健康部位相比会下降或上升。

总的来说，红外热成像技术为农作物的抗性机制研究提供了一种新的、有效的手段。通过该技术，我们可以更直观、更深入地了解作物在逆境下的生理反应和抗性机制，从而为农业生产和作物育种提供重要的理论依据和实践指导。

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