מאמר שיטה

הערכת חישה מרחוק של נזק עכביש קרדית דו הבחין על כותנה חממה

DOI:

10.3791/54314

⸱

28 באפריל 2017

 , 
1USDA-ARS, SPARC-AATRU

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כתב היד הזה מתאר חיישן אופטי multispectral כי זיהה פגיעה ביעילות כותנת עונה מוקדם שורץ מלאכותי עם צפיפויות שונות של אוכלוסיות עכביש קרדית שני-מנוקדים.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מטרת מחקר זה הייתה להעריך חיישן אופטי מולטי-ספקטרלי קרקעי ככלי חישה מרחוק להערכת נזק עלווה שנגרם על ידי קרדית העכביש הדו-נקודתית (TSSM), Tetranychus urticae Koch, על כותנה שגדלה בחממה. TSSM הוא מזיק פוליפגוס המופיע במגוון גידולי שדה וגננות. לעתים קרובות הוא הופך למזיק כותנה בתחילת העונה בממדים מזיקים בניגוד להיותו מזיק תמים בסוף העונה במרכז דרום ארצות הברית. הערכת קוטלי אקרים חשובה לשמירה על היעילות ומניעת עמידות לארסנל הכימיקלים הקיים כיום וחומרי הדברה שפותחו לאחרונה. ספירת קרדית העכביש להערכות יעילות היא מייגעת וגוזלת זמן. לכן, דירוג נזק חזותי סובייקטיבי משמש בדרך כלל להערכת צפיפות קרדית העכביש. ה-NDVI (מדד צמחיית ההבדל המנורמל) הוא הסטטיסטיקה הנפוצה ביותר לתיאור מאפייני ההחזר הספקטרלי של חופת הצמחייה כדי להעריך את עקת הצמח והבריאות כתוצאה מהתפשטות קרדית העכביש. התוצאות הראו כי חיישן אופטי מולטי-ספקטרלי הוא כלי יעיל בהבחנה בין רמות שונות של נגיעות הנגרמות על ידי T. urticae על כותנה בתחילת העונה. ניתן להשתמש בטכניקת חישה מרחוק זו במקום דירוג חזותי כדי להעריך טיפולים בקוטלי חרקים.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שני-מנוקדים קרדית העכביש, urticae Tetranychus (קוך) הוא מזיק polyphagous וקוסמופוליטית של שדה ומפעלים רבים הגננות 1, 2. הוא חי webbings בתוך במושבות על המשטח התחתון של הצמח 3, 4. זה התפתח מלהיות העונה מאוחר נודניק העונה מוקדם באמצע שנות בדרום ארצות הברית בעשור האחרון 5. TSSM היה המזיק המזיק ביותר 5 th של כותנה גרם להפסד מוערך של 57,441 צרורות כותנה ו 0.167% ירידה בתשואה בארצות הברית בשנת 2011 6, 7. מחזור חיים הקצרים שלה, נחישות הפריון הפלואידים-דיפלואידי מין גבוה בשילוב עם היכולת לעכל לטהר xenobiotics החריף את ההתפתחות עמידות לחומרי הדברה 8. נכון להיום, אקוריצידים להישאר כמו oמנגנון בקרה nly מהימן עבור דיכוי urticae ט. לכן, חוקרי חרקים שדה הזמן להעריך כרגע זמין החדש שפותח אקוריצידים עבור יעילות.

אמידת הנזק על ידי קרדית העכביש מתבצע לרוב על ידי הבקיע את הנזק בקנה מידה סובייקטיבית בשל הקושי נתקלו בספירת קרדית ידני. חלק שנערך דגימה הבינומית, שבו רק אחוז העלים השורצים הובקע ולא מספר קרדית עכביש לכל עלה 9. סולם מדד עלה אדמומי, אשר נע בין stippling ואודם כדי אדמומיות נרחבות של הצמחייה, שמש כקריטריון להערכת ניזק. דפוס הפריסה המרחבית של ט urticae על כותנה התאים למתכונת הפצת clumped 9. קרדית מופצת על עלוות כותנה מן דלילה כדי מקובצים בכבדות ולהישאר כך בתנאי שדה. cou דפוס הפצה כזוpled עם גודל, ניידות פורה העתק מוקטן שלה עושה ספירה של TSSM קשה. טכניקות חלופיות אמינות יש צורך בהערכה של צפיפות קרדית כדי להעריך את היעילות של אקוריצידים כמותית נגד TSSM.

מטרת המחקר הנוכחי הייתה להפריד צמחי הכותנה שנפגעו בצפיפויות שונות של TSSM באמצעות חיישן אופטי multispectral. כוונתנו הייתה לקבוע אם החיישן האופטי הקרקעי יכול לסווג ולהפריד צמחי כותנה בריאים מאלו שנפגעו קרדית העכביש.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. להקים מושבות TSSM על שעועית פינטו

  1. שעועית פינטו צמחים, Phaseolus vulgaris L., מגשי פלסטיק (56 x 28 x 5 ס"מ 3) המכיל אדמת השתילה בחממה כפי שמוצג באיור 1.
  2. סמן את המגשים עם סימון מקלות על פי טיפול ושכפול.
  3. גדר ולשמור טמפרטורה בחממה עד 90 ° F ולחות יחסית 70%.
  4. לגדול שעועית 1-2 trifoliate עלה לבמת 10 כפי שמוצג באיור 2.
  5. אסוף קרדית עכביש מצמח כותנה שורצת טבעי עם קרדית ידי הסרת עלים נגועים.
  6. קרדית שורצת עכביש מקום כותנה משאירה על שעועית פינטו בתדירות שצריך, עד שכל הצמחים במגשים שורצים TSSMs רב.

figure-protocol-1
איור 1: נטיעת פינטו שעועית פלסטיקמגשים. זרעי שעועית פינטו ניטעו מגשי פלסטיק (56 x 28 x 5 ס"מ 3) בחממה והיו להשקות מדי יום. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

figure-protocol-2
איור 2: שעועית פינטו עם עלי trifoliate. העלה האמיתי הראשון נוצר לאחר cotyledons להגיח מן האדמה הוא עלה פשוט או unifoliate. העלים לאחר הם trifoliate משאיר עם טיפים denticulate. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

2. ההעברה TSSM לצמחי כותנה

  1. לגדול Bt מייננת (לא מהונדסים גנטית) צמחי הכותנה עד 4-5 הבמה עלה נכון מגשי פלסטיק (56 x 28 x 5 ס"מ) בחממה כמפורט צעד 1.3 ו שמוצג באיור 3.
  2. עבר מושבות קרדית עכביש מ שעועית מנומרת על צמחי כותנה צעירים 4-5 הבמה עלה אמיתי.
    1. העבר 3 המוני קרדית עכביש עבור צמחים שורצים בקלילות. הערה: ברמות מאוד גבוהות שריצה, קרדית עכביש ליצור המוני או תרמילי 11 ו נמצאת תלויה על טיפים עלו כפי שניתן לראות באיור 4.
      1. מניחים בסיר תחת קצה עלה פינטו שעועית המכילים ההמונים TSSM.
      2. חותכים טיפים עלה שעועית פינטו עם מספריים, המאפשר ההמונים TSSM ליפול לתוך המחבת כפי שמוצג איורים 5 ו 6.
      3. הפעל מחבת הפוכה מעל צמחי כותנת המונים ברז TSSM על צמחי כותנה גדלו ב מגשי פלסטיק כפי שמוצג באיור 7. הערה: כל מגש הכיל ~ 100 צמחי הכותנה.
      4. אקראי להפיץ 3 המוני TSSM על צמחי הכותנה.
    2. עבר 20 מסות בשביליdially שורץ צמחים.
      1. מניחים בסיר תחת קצה עלה פינטו שעועית המכילים ההמונים TSSM.
      2. חותכים טיפים עלה שעועית פינטו עם מספריים, המאפשר להם ליפול לתוך המחבת.
      3. אסוף 20 המונים במחבת.
      4. הפעל מחבת הפוכה מעל צמח כותנה והקש את המוני TSSM על ~ 100 צמחי כותנה גדלו בחממה.
    3. העבר 40 המונים עבור צמחים לנגיעות.
      1. מניחים בסיר תחת קצה עלה פינטו שעועית המכילים ההמונים TSSM.
      2. חותכים טיפים עלה שעועית פינטו עם מספריים, המאפשר להם ליפול לתוך המחבת.
      3. אסוף 40 המונים במחבת.
      4. הפעל מחבת הפוכה מעל צמחי הכותנה, להקיש את ההמונים TSSM על ~ 100 צמחי הכותנה ולהפיץ אותם באופן אקראי.

figure-protocol-3
איור 3. צמחי כותנה עם 4-5 הבמה עלה אמיתי. thcotyledons הדואר להגיח מן האדמה כמו מבנים דמויי עלי אורינטציה הפוכים לזו על גזע השתיל. Meristem הפסגה עולה דרך cotyledons ויוצרים העלים האמיתיים הראשונים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

figure-protocol-4
איור 4. המוני TSSM תלויים על עלה שעועית trifoliate. TSSM גר מושבות וכאשר אוכלוסיות להגיע לצפיפות גבוהה, הם יוצרים ההמונים או מבנים דמויי Boll להתאסף בקצות העלים לפיזור. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

figure-protocol-5
איור 5. חיתוך פינטו שעועית טיפים עלה המכיל מסה TSSM עם מספריים. טיפים עלו שעועית trifoliate המכילים המוני TSSM הוסרו עם מספריים עבור בזיהום צמחי כותנה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

figure-protocol-6
איור 6. המוני TSSM על טיפים עלו שעועית ממוקמים בתוך המחבת. כאשר מספר מספיק של טיפים עלו שעועית trifoliate עם TSSM נמצא צמחי המבחן, הם הוסרו ממוקמים בתוך המחבת. דגימות אלה שימשו כדי לפשוט קטגוריות טיפול: קל, בינוני וכבד אשר קיבלו 3, 20 ו 40 המוני TSSM, בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

figure-protocol-7
איור 7. מפנה מחבת הפוכה. המחבתות המכילות טיפים עלו שעועית trifoliate עם TSSM תתהפכנה על חופת כותנת שורצי צמחי המבחן. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

3. צמחי כותנה לשרוץ סריקת TSSM עם החיישן האופטי Multispectral

  1. אופקי הר החיישן האופטי על מסגרת החממה כ 7 רגל מעל הרצפה כפי שמוצג באיור 8. הגדר את המרחק בין הסורק ואת חופת הצמח ב 36" . השתמש בפלס ניגר כדי להבטיח כי החיישן הוא אופקי רמה.
  2. מניחי מגשים uninfested של צמחי כותנה על עגלת דחיפת גלגלים.
  3. הפעל את מתג חיישן לאט לדחוף את CART תחת החיישן עד שהמגש לחלוטין עובר בראש החיישן כפי שמוצג באיור 8. בטל מתג. לחזור בו העגלה.
  4. חזור על שלב 3.3 שלוש פעמים, עבור סכום כולל של 3 חזרות.
  5. חזור על התהליך עבור כל המגשים של כותנה.
  6. סריקה חוזרת ביום 1, יום 5, יום 6, יום 7, יום 9, יום 10, יום 12, יום 13 ו יום 14 לאחר הטיפול (DAT). הסריקה ספקה את NDVI (אינדקס צמחיית הבדל מנורמל) ערכי 12. לשדר את ערכי NDVI כדי ולאחסן במחשב כיס אשר לאחר מכן ניתן להוריד למחשב בפורמט טקסט.
    הערה: NDVI חושב מתוך המשוואה הבאה: NDVI = (NIR - RED) / (NIR + RED), שבו RED ו- NIR הם ערכי ההחזרה הספקטרלית (0-255) באדום קרוב אינפרא אדום בספקטרום ב 660 ו 770 ננומטר, בהתאמה.

figure-protocol-8
איור 8. muחיישן אופטי ltispectral המשמש למדידת בריאות כמותית של צמחי כותנה שורצים רמות צפיפות שונות של TSSM. עגלת דחיפת הגלגלים עם צמחי המבחן היו נחצית לאט תחת ראש החיישן להשיג ערכי החזרה הספקטרלית. a הוא ראש החיישן; b הוא מחשב כיס; ג הוא תא הסוללות יציאות קלט / פלט; ד הוא RS-232 כבל נתונים סדרתי ודואר הוא נייר מלאכה לספק רקע אחיד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

4. ומנתח נתונים

  1. השג את ערכי NDVI מקסימלית באמצעות הליך אמצעי Proc 13. חשב את אחוז ההפחתה בערכי NDVI עבור כל יום של התבוננות באמצעות יום 0 כערך הפניה. לנתח את הנתונים באמצעות ההליך GLM PROC מדידות חוזרות 13.
    הערה: אמצעי הופרד באמצעות מבחן הטווח המרובה של דאנקן ב- P = 0.05. אמצעי עם האותיות אותה באותיות קטנות לא היה שונה באופן משמעותי.
  2. בצעו איורים גרפיים של נתונים 14 כפי שמוצג באיור 9.

figure-protocol-9
הפחתה או שינוי איור 9. אחוז ביחס NDVI ימים לאחר הטיפול. תוכנת JMP שמשה כדי להמחיש את הקשר הפונקציונלי גרפי בין אחוז השינוי ביחס NDVI ימים של דגימה (DAT). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

החיישן פולט אור אדום אינפרא אדום ואור זה בתורו מקבל ביטוי בחזרה מן החופה צמח. האור המוחזר משמש מדידת כמותית של גלוי הלהקות האינפרה-אדום הקרובות של הספקטרום האלקטרומגנטי, והוא נרשם מספרי כמו NDVI (אינדקס צמחיית הבדל מנורמל) קריאה. ערכי NDVI לנוע בין 0 כדי 0.99. ככל NDVI קריאת חופת הצמח הבריאה. צמחייה בריאה סופגת אור הנראה משקפת את האור האינפרה-אדום הקרוב וצמחייה בריאה משקפת אור נראה יותר ופחות אור האינפרה-אדום קרוב. NDVI משמשת פונדקאית לפעילות הפוטוסינתזה ורכוש ספקטרלי זה מתאם גבוה photosynthetically קרינה פעיל 15, 16, 17, 18. ערכים נמוכים מאוד של NDVI (0.1 ומטה) מתאימים לאזורים הצחיחים של רוק אוחול, בעוד ערכים מתונים (0.2 כדי 0.3) מייצגים שיח מרעה וערכים גבוהים (0.6 כדי 0.8) מצביע צמחייה ממוזגת וטרופית. המדידות ההחזרה התקבלו תחת תאורה בשעות היום באזורי אדום קרוב אינפרא אדום של הספקטרום.

NDVI חושב מן המשוואה הבאה: NDVI = (NIR - RED) / (NIR + RED), שבו RED ו- NIR הם ערכי ההחזרה הספקטרלית (0-255) בספקטרום האדום קרוב אינפרא אדום ב nm 660 ו 770, בהתאמה. ההחזרה הרשומה חיישן מעריך כל 100 מילישניה. קריאות NDVI מקסימלית ונבחרות מתוך מערך של ערכי NDVI נלקחו בכל פעם על ידי החיישן שמשו בניתוח כדי למזער החזרת רקע ולספק ערכים מספריים דיר בעקביות.

הניתוח השונה של הנתונים עולה כי הבדלים משמעותיים להפחתת אחוז NDVI נצפו בין קלות, מ 'edially ו בכבדות שורץ צמחי הכותנה לעומת קבוצת הביקורת (F = 436.4; P <0.0001; df = 3, 32). ערכי NDVI אשר תארו מרץ צמח בתקופת מבחן מגוונות משמעותית בין ימים של התבוננות (F = 1398.2; P <0.0001; df = 8, 256). כמו כן, הפחתת אחוז בערכים NDVI הפוך היו מתואמים הטיפולים בתקופת תצפית (DAT), אבל רק לעתים רחוקות נטו לסטות הדפוס הזה ואינטראקציה משמעותית עם DAT (F = 201.5; P <0.0001; df = 24, 256) . הקריטריונים מבחן MANOVA עבור כל השפעה DAT היה משמעותי כמו גם (λ של וילק = 0.00913; F = 339.0; P <0.0001; df = 8, 25). באופן דומה, את האינטראקציה בין DAT וטיפול היה משמעותי (λ של וילק = 0.00101; F = 29.8; P <0.0001; df = 24, 73).

איור 9 מציג אחוז שינוי מרץ צמח כפי שהוכח על ידי ערכי NDVI במהלך תקופת המעקב. אמפר לכל חיוביאחוז שינוי בשווי NDVI מציין גידול צמחים בריאים, בעוד ערך שלילי מצביע על כך המרץ של המפעל ירד מאז המדידה הראשונה (כלומר יום 0) נעשתה. צמחי השליטה הלא השורצים והראו גדילת צמיחת צמח לאורך כל תקופת המחקר, בעוד הצמחים הנגועים TSSM הראו שפלה בבריאות לאורך זמן. הפרדה ממוצעת של הטיפולים שניתן לראות בטבלת 1 מגלה כי אין הבדל להגדרת הפחתת אחוז NDVI בין קטגוריות טיפול (קל, בינוני וכבד) והבקרה נצפה עד יום 5 כאשר כיתות שריצה חרגה באופן משמעותי המלא ונשארות גורף כל כך לאחר מכן . נתונים זה מדגים כי החיישן האופטי ניתן להשתמש ביעילות במקום דגימה ידנית ועבודה אינטנסיבית על מנת להעריך את יעילות טיפול כנגד אקוריצידים על כותנה.

ימים לאחר הטיפול (DAT)
קטגוריה שריצה 1 5 6 7 9 10 12 13 14
לִשְׁלוֹט 1.18 ± 0.33a 2.70 ± 0.40a 4.0 ± 0.36a 3.94 ± 0.37a 3.68 ± 0.53a 2.57 ± 0.42a 2.96 ± 0.47a 3.48 ± 0.38a 3.08 ± 0.22a
אוֹר -0.13 ± 0.13b -0.71 ± 0.29b -0.65 ± 0.28b -2.02 ± 0.47b -5.68 ± 0.72b -11.17 ± 0.94b -15.73 ± 1.76b -19.54 ± 1.68b -24.9 ± 1.90b
בינוני -1.83 ± 0.42c -7.06 ± 0.63c -9.61 ± 0.53c -10.39 ± 0.57c -17.06 ± 0.80C -26.92 ± 0.72c -33.84 ± 0.96c -37.05 ± 1.14c -41.74 ± 0.73c
כָּבֵד -0.97 ± 0.58bc -11.76 ± 0.29d -13.83 ± 0.86d -15.20 ± 0.63d -25.0 ± 1.0d -34.63 ± 0.54d -39.07 ± 0.94d -42.68 ± 0.62d -46.71 ± 0.63

טבלה 1: הפחתת אחוז מקס NDVI לאחר צמחי הכותנה היו נגועים משתנה מספר אשכולות או המוני TSSM. צמחי הכותנה גדלה ב מגשי פלסטיק בחממה היו נגועים שלוש קטגוריות של צפיפות קרדית העכביש. קטגורית האור קבל 3 המונים או אשכולות של TSSM לכל מגש, קטגוריה בינונית קבל 20 המונים לכל מגש קטגוריה כבדה קבל 40 המונים לכל מגש. אמצעי הופרד מלא פי דנקן של Multiple טווח הבדיקה (P = 0.05). אמצעים ואחריו את אותו המכתב באותיות קטנות לא היו שונים משמעותית ברמת 5% של הסתברות.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כמקובל, בדיקות יעילות ההדברה שנערכו בתחום לכלול מספר טיפולים של כימיים מוטל בשיעורים שונים לעומת בדיקת מטופל. אקוריצידים עם פרופילים רעילות שונות נגד בשלבים instar והבוגר של TSSM מוערכים כדי לקבוע אם הנזק נגרם על ידי אותם יכול להיות מופחת על ידי טיפול כימי. דגימות TSSM נאספות והביאו למעבדה שבה הם נבחנים תחת מיקרוסקופ בשלבים השונים של TSSM נספרים וקליטות. חשוב ביותר לקחת דגימות נאותה של הצמח הפונדקאי כדי לקבוע את הנזק בכל טיפול ולבדל אותם עם דיוק מקובל מבחינה סטטיסטית. מספר דגימות כי נדרשים לבדל הטיפולים זה מזה תלוי פרופיל הפצה של האורגניזם. הפצה בלתי סדירה מאוד של TSSM מובילה סכום ניכר של וריאציה בין האזורים המדגמים, וצמחים רבים חייבים להיות שנדגמו בכדי להבטיח שחזור של אומדני האוכלוסייה. עם זאת, תקציב, כוח אדם, זמן ודיוק סטטיסטי הם גורמים חשובים המשפיעים על טכניקות דגימה. תתכבד חוקר להקצות את המשאבים הזמינים באופן אופטימלי לנהל דגימה עם העלות המעטה אבל עם רוב הדיוק.

אנטומולוג במקום בשלבים TSSM לספור חזותית להבקיע את הנזק מבוסס על סולם של שום נזק רמות משתנות של נזק. למשל, טענו חוקרים אחדים דגימה הבינומית, שבו רק אחוז העלים השורצים הובקע ולא מספר קרדית עכביש לכל עלה 9, 19. אחרים העריכו ניזק על ידי TSSM על כותנה מבוססת על סולם מדד עלה אדמומי, אשר נע בין שקשט ואודם כדי אדמומיות נרחבות של חופת צמחיית 19. שיטות אלה הם שרירותיים, אנקדוטליות מוטה על ידי תפיסות הפרט של מידת הנזק.הערכה חזקה יותר וכמותיים של הניזק שנגרם על ידי TSSM נדרשה להעריך להפריד את הטיפולים עם דיוק סטטיסטי.

החיישן האופטי multispectral הקרקעי שנראה כלי דגימת שיפור לקבוע את הניזק שנגרם על ידי כמותית TSSM וכדי להפריד את הטיפולים באופן מדויק יותר מאשר מערכת ראיית ניקוד ניזק שאומצה על ידי חוקרים רבים. עם זאת, חוקרים דיווחו כי החישה מרחוק היפר-ספקטרלית אינטנסיבי נתונים שסופקה חתימה ספקטראלית רבה כדי לזהות ולאתר מדגיש יבול ומאפייני חופה לעומת חישה מרחוק multispectral המהווה נתונים פחות אינטנסיבי עם שני גל אורכי 20, 21. באמצעות ספקטרומטר היפר-ספקטרלית, Reisig ו גודפרי מצאו כי ננומטר NIR ההחזרה גל ≈850 כמו ספקטרום אינפורמטיבי להבחין פרוקי הרגליים שורצי מכותנה uninfested 22. במחקר זה, הראינו כי ערכי ההחזרה multispectral (להיות ערך NIR ≈770 ננומטר) עם רק שתי להקות רפאים הצליחו לזהות ולאפיין צמחי הכותנה שורץ בצפיפויות שונות של TSSM. כמו כן, אנו דיווחנו מוקדם יותר כי החיישן האופטי multispectral לא רק להפריד ביעילות צמחי כותנה שורצים קטגוריות צפיפות משתנות נרחב של TSSM, אלא גם הראו כי spiromesifen היה יעיל יותר abamectin בשליטת TSSM ב כותנת עונה מוקדם החממה ב-חצי שיעור שיעור התווית הנמוך ביותר 23.

החיישן האופטי multispectral יכול להיות מותקן על פלטפורמת מחקר ניידת ערכי ההחזרה ניתן היו לקבל מן האזורים המטופלים של חופות הצמחייה ללא הסובייקטיביות אנושית. נתוני יעילות Acaricidal כך ניתן להשיג ללא עבודת האדם הרבה. נתוני NDVI ניתן לטעון בקלות למחשב ונותחו באמצעות מסחריים סטטיסטייםתוֹכנָה. מקלט GPS גם יכול להיות מותקן על גבי הפלטפורמה הניידת כדי לאסוף את קואורדינטות GPS כדי ליצור מפת ניזק של השדה. באמצעות חתימות החזרת multispectral מן חופת הצמח, החיישן האופטי multispectral מספק אמצעי מהיר וחסכוני של זיהוי וכימות לחץ צמח. יתר על כן, שטח גדול בהרבה של השדה יכול להיות מכוסה בפחות זמן עם רזולוציה מרחבית גבוהה יותר של חופה צמח לעומת צופיות שדה קונבנציונליות. חשוב לזכור כי רמת הנזק הסף TSSM על כותנה משתנה מאזור לאזור בארצות הברית. לדוגמה, נזק TSSM יהיה גבוה בסביבה צחיחה כמו בקליפורניה לעומת באזור Midsouth שבו גשמים ולחות גבוהה קרובות לנצח 24. לכן, אובדן התשואה בשל נזק TSSM יהיה משתנה וכך גם סף הנזק. עם זאת, דיווחים ממיסיסיפי, ארקנסו וטנסי עולה כי סף רמתעבור TSSM על כותנה שנראה כאשר בין 30 ל -50% מהצמחים שורצים ואוכלוסיות מגבירות 5 פעילות. יתר על כן, צמחים הגדלים בשטח נחשפים מדגיש מרובה כולל מדגיש מים והאכלה של אוכלי עשב פרוקי רגליים ואת האינטראקציות בין פעילויות אלה יכולות להפחית באופן משמעותי את הפרודוקטיביות ואת הצמח צפויים להשפיע סף ניזק. TSSM יכול להפחית במוליכות הפיוניות, פוטוסינתזה וקצב הדיות בכותנה 25. צמחים גדלים בחממה מושפעים קרינת אור UV וזה משמעותי משפיע פונקציה הפיוניות, פוטוסינתזת חופת מורפולוגיה 26, 27 וככל הנראה עלול להיות השפעה נוספת על לחץ צמח. עם זאת, TSSM מסוגל קרינת UV הימנעות ידי בעל גישת גידול המוגן מפני קרינת שמש על פני השטח התחתונים של חופת צמח 28, 29 </ sup>, 30, שם הוא מתגורר.

גובים החיישן האופטי מעל חופת היעד ואת שמיקומו ביחס החיישן אל היעד הם גורמים חשובים שהשפיעו על ערכי ההחזרה משמעותיים שהושגו על ידי החיישן האופטי multispectral 31. למשל, כאשר פלטפורמת המחקר הניידת עוברת דרך שדה מרטש כגון כאשר חופת כותנה פתוחה, החיישן צפוי להניב תוצאות שונות בהתאם האורינטציה של החיישן, או במקביל או בניצב בשורה. כמו כן סביר להניח כי קרקע וחומר רקע אחר עשויות להשפיע על קריאות החיישנים מאוד, במיוחד כאשר חיישן אורינטציה בניצב בשורה. על מנת לקבל תגובה המלאה מהחיישן, ראש החיישן צריך להיות מכוון ב-קו עם וישירות מעל השורות. למרות המכוון את קרן האור בניצב השורות יש יותר סיכוי להרים בחזרההחזרה קרקע בשטח, זה עשויה להיות מקובל, אולם, כאשר חופת כותנה סגורה עם צמחייה עבותה. בנוסף, מפעילים צריכים לעקוב להמלצות יצרן על מגוון גובה הפעלה של 81-122 סנטימטר ואת מכוונים את ראש החיישן ב-קו עם המטרה להשיג תגובת אות מקסימלית. חשוב לטעון את סוללת החיישן לפני השימוש או שזה צריך להיות כל זמן מחובר לחשמל כדי למנוע תקלות. רמת סוללה חלשה עשויה לייצר קריאות שגויות.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מעריכים את עזרתם של כריס פרקר שסרק את הצמחים מדי יום וקרטיס האברד שתחזק את הצמחים בחממה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
GreenSeekerTrimble Ag. Division
Westminster, CO		דגם 505חיישן NDVI אדום
שעועית פינטוקואופרטיב יצרן., בריאן, טקססלא ישיםפריט בחירה חופשית
זרעי כותנה DeltapineBrazos Bottom Crop Care, Caldwell, TX77836לא ישים436 RR; NonBt & מגשי פלסטיק מוכנים לסיבוב
BWI, שולנברג, טקססFG1020NL756 ס"מ x 28 ס"מ
מקלות תוויתGempler's, Janesville, WI 53547פריט # 151276סמני סירים עמידים בסגנון דוקרנים
4 גלגלים עגלת דחיפה לגינהFarm Tek, Dyersville, IA 52040פריט # 10867661 ס"מ x 122 ס"מ

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hoy, M. A. Agricultural acarology: Introduction to integrated mite management. 7, CRC Press. (2011).
  2. Jeppson, L. R., Keifer, H. H., Baker, E. W. Mites injurious to economic plants. , Univ of California Press. (1975).
  3. Brandenburg, R., Kennedy, G. Ecological and agricultural considerations in the management of twospotted spider mite (Tetranychus urticae Koch). Agric. Zool. Rev. 2, 185-236 (1987).
  4. Saito, Y. The concept of "life types" in Tetranychinae. An attempt to classify the spinning behaviour of Tetranychinae. Acarologia. 24 (4), 377-391 (1983).
  5. Gore, J., et al. Impact of two-spotted spider mite (Acari: Tetranychidae) infestation timing on cotton yields. Journal of Cotton Science. 17, 34-39 (2013).
  6. Adamczyk, J. J., Lorenz, G. M. Beltwide Cotton Conference. , National Cotton Council. Memphis, TN. 981-1000 (2016).
  7. Williams, M. R. Beltwide Cotton Conference. , National Cotton Council. Memphis, TN. 1013-1057 (2016).
  8. Van Leeuwen, T., Vontas, J., Tsagkarakou, A., Dermauw, W., Tirry, L. Acaricide resistance mechanisms in the two-spotted spider mite, Tetranychus urticae and other important Acari: A review. Insect Biochem Mol Biol. 40 (8), 563-572 (2010).
  9. Wilson, L., Morton, R. Seasonal abundance and distribution of Tetranychus urticae (Acari: Tetranychidae), the two spotted spider mite, on cotton in Australia and implications for management. Bull Entomol Res. 83 (02), 291-303 (1993).
  10. Fernandez, F., Gepts, P., Lopez, M. Stage of development of the common bean plant. Communication Information Support Unit edn. , CIAT. 32(1986).
  11. Clotuche, G., et al. The formation of collective silk balls in the spider mite Tetranychus urticae Koch. PLoS. ONE. 6 (4), 1804-1807 (2011).
  12. Rouse, J. W., Haas, R., Schell, J., Deering, D. Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS. NASA special publication. 1 (SP-351), 309-317 (1974).
  13. SAS v.9.4. , SAS Institute Inc. Cary, NC. (2012).
  14. JMP v.11. , SAS Institute Inc. Cary, NC. (2013).
  15. Asrar, G., Fuchs, M., Kanemasu, E., Hatfield, J. Estimating absorbed photosynthetic radiation and leaf area index from spectral reflectance in wheat. Agron J. 76 (2), 300-306 (1984).
  16. Myneni, R. B., Hall, F. G. The interpretation of spectral vegetation indexes. Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on. 33 (2), 481-486 (1995).
  17. Sellers, P. J. Canopy reflectance, photosynthesis and transpiration. Int J Remote Sens. 6 (8), 1335-1372 (1985).
  18. Tucker, C. J., et al. Higher northern latitude normalized difference vegetation index and growing season trends from 1982 to 1999. Int. J. Biometeorol. 45 (4), 184-190 (2001).
  19. Wilson, L., et al. Within-plant distribution of spider mites (Acari: Tetranychidae) on cotton: a developing implementable monitoring program. Environ Entomol. 12 (1), 128-134 (1983).
  20. Fitzgerald, G. J., Maas, S. J., Detar, W. R. Spider mite detection and canopy component mapping in cotton using hyperspectral imagery and spectral mixture analysis. Precision Agriculture. 5 (3), 275-289 (2004).
  21. Herrmann, I., et al. Spectral monitoring of two-spotted spider mite damage to pepper leaves. Remote Sensing Letters. 3 (4), 277-283 (2012).
  22. Reisig, D., Godfrey, L. Spectral response of cotton aphid-(Homoptera: Aphididae) and spider mite-(Acari: Tetranychidae) infested cotton: Controlled studies. Environ Entomol. 36 (6), 1466-1474 (2007).
  23. Martin, D. E., Latheef, M. A., López, J. D. Evaluation of selected acaricides against twospotted spider mite (Acari: Tetranychidae) on greenhouse cotton using multispectral data. Exp Appl Acarol. 66 (2), 227-245 (2015).
  24. Boudreaux, H. B. The effect of relative humidity on egg-laying, hatching, and survival in various spider mites. J Insect Physiol. 2 (1), 65-72 (1958).
  25. Bondada, B., Oosterhuis, D., Tugwell, N., Kim, K. Physiological and cytological studies of two spotted spider mite, Tetranychus urticae K., injury in cotton. Southwest Entomol. 20 (2), 171-180 (1995).
  26. Teramura, A. H. Effects of ultraviolet B radiation on the growth and yield of crop plants. Physiol Plant. 58 (3), 415-427 (1983).
  27. Teramura, A. H., Sullivan, J. H. Effects of UV-B radiation on photosynthesis and growth of terrestrial plants. Photosynthesis Res. 39 (3), 463-473 (1994).
  28. Ohtsuka, K. Deleterious effects of UV-B radiation on herbivorous spider mites: they can avoid it by remaining on lower leaf surfaces. Environ Entomol. 38 (3), 920-929 (2009).
  29. Sakai, Y., Osakabe, M. Spectrum-specific damage and solar ultraviolet radiation avoidance in the two-spotted spider mite. Photochem Photobiol. 86 (4), 925-932 (2010).
  30. Suzuki, T., Watanabe, M., Takeda, M. UV tolerance in the two-spotted spider mite, Tetranychus urticae. J Insect Physiol. 55 (7), 649-654 (2009).
  31. Martin, D. E., López, J. D., Lan, Y. Laboratory evaluation of the GreenSeeker handheld optical sensor to variations in orientation and height above canopy. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 5 (1), 43-47 (2012).

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

NDVI

מאמרים קשורים