Valutazione Remote Sensing of Two-macchiato Danni ragnetto su Greenhouse Cotton
28 aprile 2017
Questo manoscritto descrive un sensore ottico multispettrale che effettivamente rilevato un danno ai primi cotone stagione artificialmente infestato con diverse densità di popolazioni ragnetto due maculato.
L'obiettivo generale di questa procedura è quello di stabilire un metodo oggettivo per quantificare i danni alle piante di cotone causati da acari a due macchie utilizzando un sensore ottico multispettrale attivo. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nell'entomologia agricola, come ad esempio quali insetticidi sono in grado di controllare meglio gli acari del cotone. Il vantaggio principale di questa tecnica è che fornisce ai ricercatori una metrica oggettiva per valutare i danni degli acari sul cotone, risparmiando tempo e preziose risorse umane.
Abbiamo avuto per la prima volta questa idea per questo metodo per valutare l'efficacia di diversi insetticidi sul cotone contro gli acari a due macchie. Per iniziare il protocollo, coltiva piante di cotone non geneticamente modificate, o non BT, fino a quattro o cinque veri stadi di foglie in vassoi di plastica in una serra. Quindi, trasferisci le colonie di acari dai fagioli borlotti alle giovani quattro o cinque vere piante di cotone allo stadio fogliare.
Trasferisci tre masse di acari per piante leggermente infestate. Metti una padella sotto la punta della foglia di fagiolo borlotto contenente l'acaro a due macchie o masse TSSM. Taglia le punte delle foglie di fagiolo borlito con le forbici permettendo alle masse TSSM di cadere nella padella.
Capovolgi la padella sulle piante di cotone e picchietta le masse TSSM sulle piante. Quindi distribuisci casualmente le tre masse dei TSSM sulla pianta di cotone. Per le piante medialmente infestate, trasferire 20 masse posizionando una padella sotto la punta della foglia di fagiolo borlottista contenente le masse TSSM.
Tagliate le punte delle foglie di fagiolo borlito con le forbici e fatele cadere nella padella. Capovolgi la padella sulle piante di cotone e picchietta le masse TSSM su 100 piante di cotone allevate nella serra. Trasferisci 40 masse per piante fortemente infestate.
Quindi raccogli 40 masse in una padella. Prima di analizzare il danno, infettare le piante di cotone con acari a due macchie come descritto nel protocollo di testo. Montare orizzontalmente il sensore ottico sul telaio della serra a circa sette piedi dal pavimento.
Impostare la distanza tra lo scanner e la chioma della pianta a 36 pollici. Utilizzare una livella da carpentiere per assicurarsi che il sensore sia in piano orizzontalmente. Durante la scansione delle piante di prova, è fondamentale che lo scanner sia posizionato a una distanza fissa dalla chioma della coltura e che lo sfondo sia uniforme.
Quindi, posiziona i vassoi non infestati di piante di cotone su un carrello a spinta. Attivare l'interruttore del sensore e spingere lentamente il carrello sotto il sensore fino a quando il vassoio non supera completamente la testa del sensore. Una volta che il vassoio ha superato completamente il sensore, spegnere l'interruttore e ritrarre il carrello.
Quindi, ripetere la scansione per un totale di tre repliche per tutti i vassoi di cotone. Trasmetti l'indice di vegetazione della differenza normalizzata o i valori NDVI dalla scansione e memorizzali su un pocket PC. Quindi scaricali su un computer in formato testo. Questo grafico utilizza l'indice di vegetazione a differenza normalizzata o i valori NDVI per dimostrare le differenze nel vigore delle piante tra le piante di controllo non infestate che hanno aumentato la crescita vegetativa in contrasto con le piante infestate da TSSM che si sono degradate in salute nel tempo.
La separazione media dei trattamenti non ha rivelato alcuna differenza definibile nella riduzione percentuale dell'NVDI tra le categorie di trattamento e il controllo fino al quinto giorno, quando le classi di infestazione si sono discostate significativamente dal controllo e si sono ulteriormente discostate nel tempo. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di mantenere un'altezza costante del sensore ottico sopra la chioma del bersaglio e di garantire uno sfondo coerente. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo dell'entomologia agraria per valutare l'effetto degli insetticidi contro gli acari a due macchie sul cotone.
L'uso di un sensore ottico attivo multispettrale per valutare l'efficacia insetticida per il controllo degli acari del ragnetto nel cotone è più efficiente delle valutazioni soggettive dei danni per valutare le differenze di trattamento.
Panoramica
Questo studio presenta un sensore ottico multispettrale progettato per quantificare oggettivamente i danni alle piante di cotone inflitti dagli acari a due macchie. Questo metodo mira a migliorare l'efficienza della ricerca in entomologia agraria.
Componenti chiave dello studio
Area di scienza
- Entomologia agraria
- Valutazione della salute delle piante
- Gestione dei parassiti insetti
Sfondo
- Gli acari a due macchie sono parassiti significativi del cotone.
- I metodi attuali per valutare i danni sono spesso soggettivi.
- Metriche oggettive possono migliorare la valutazione delle strategie di controllo dei parassiti.
- I sensori multispettrali forniscono una valutazione non invasiva della salute delle piante.
Obiettivo dello studio
- Sviluppare un metodo per quantificare i danni da acari sui cotone.
- Valutare l'efficacia di diversi insetticidi contro gli acari.
- Fornire ai ricercatori uno strumento affidabile per valutare la salute delle piante.
Metodi utilizzati
- Coltivare piante di cotone non geneticamente modificate in una serra.
- Infestare le piante con densità variabili di acari.
- Utilizzare un sensore ottico multispettrale per scansionare le piante da un'altezza fissa.
- Analizzare i valori dell'indice di differenza della vegetazione normalizzata (NDVI) per valutare il vigore delle piante.
Risultati principali
- I valori NDVI hanno indicato differenze significative nella salute delle piante tra piante infestate e non infestate.
- L'efficacia degli insetticidi potrebbe essere valutata più oggettivamente utilizzando questo metodo.
- L'altezza costante del sensore e lo sfondo erano cruciali per misurazioni accurate.
- La tecnica permette una raccolta dati efficiente rispetto ai metodi tradizionali.
Conclusioni
- Il sensore ottico multispettrale è uno strumento efficace per valutare i danni da acari.
- Questo metodo migliora la capacità di valutare l'efficacia degli insetticidi.
- La ricerca futura può basarsi su questa tecnica per migliorare le strategie di gestione dei parassiti.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
Objective quantification of pest-induced plant damage using multispectral optical sensors enables more reliable assessment of crop health and treatment efficacy. This approach replaces subjective visual ratings, supporting data-driven decisions in agricultural R&D and accelerating the evaluation of new pest control agents. The method enhances predictive confidence at the intersection of plant health monitoring and agrochemical development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables objective measurement of plant stress responses to pest infestation and treatment.
- Supports functional validation of candidate insecticides by quantifying biological impact.
- Facilitates mechanistic de-risking by distinguishing treatment effects from background variability.
- Improves predictive confidence in early-stage agrochemical screening.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible NDVI-based readouts for high-throughput screening of pest control agents.
- Reduces labor and subjectivity compared to manual damage scoring.
- Enables scalable evaluation of multiple treatment conditions across large plant cohorts.
- Supports platform reuse for diverse pest and crop combinations.
Translational & Preclinical Research
- Aligns remote sensing outputs with translational endpoints for crop protection studies.
- Enables continuity from discovery-phase screening to pre-commercial field validation.
- Supports risk-adjusted advancement of candidate treatments based on quantitative efficacy data.
- Provides mechanistic insight into plant-pest-agent interactions for translational research.
Pipeline & Workflow Integration
This remote sensing method integrates into the discovery-to-validation continuum for crop protection R&D, bridging early screening and translational assessment of treatment efficacy.
- Discovery Biology: Objectively quantifies plant response to pest challenge and treatment intervention.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative NDVI outputs for comparing treatment groups.
- Analytics: Enables statistical analysis of plant health metrics across experimental conditions.
- Translational Research: Provides a scalable, field-relevant readout for pre-commercial validation of agrochemicals.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable sensor-based workflow for ongoing pest management studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in treatment evaluation.
- Operational Value: Standardizes data collection, enhances reproducibility, and streamlines resource use.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and accelerates development timelines for new pest control agents.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of candidate treatments based on robust efficacy data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in remote sensing and plant health analytics.
- Needs access to multispectral optical sensors and compatible data infrastructure.
- Demands cross-team standardization of sensor placement and background conditions.
- May require adaptation for different crop species or greenhouse environments.
- Accuracy depends on consistent sensor height and uniform background as supported by the protocol.
