红外热成像技术在野外监测葡萄藤气孔闭合

大多数农作物对水的状况高度敏感，水分利用率的细微变化对生产力和农作物质量都有很大的影响。有大量证据表明，水是限制和调节葡萄葡萄品质和生产力的主要因素，光合作用主要通过对气孔关闭的影响而受到影响。由于供水的精确调节对于有效调节酿酒中的葡萄质量至关重要，因此确实需要灵敏而强大的技术来检测植物水分“压力”。红外热成像技术作为监测葡萄藤的工具具有很大的潜力。

多年来，人们一直将红外测量的冠层温度作为“作物压力”。便携式红外热像仪的最新发展极大地扩展了分析植物冠层热特性的机会，并拓宽了与植物生长和状况有关的可用信息。压力指数（CWSI）是灌溉良好的农作物的冠层温度与“非水分胁迫的基准”温度之间的差除以非蒸腾温度之间的差。

图为葡萄树行侧视图的红外热图像

第二个问题是直到最近为止可用的红外测温将单个目标区域的测量值限制为平均值，这可能无意中包括了感测区域中的土壤，树干或天空，从而导致了估算的冠层温度误差。特别是在稀疏的树冠中，红外热图像会受到背景土壤温度的影响。现场便携式红外热成像系统的最新发展不仅为研究监测葡萄藤限定区域内的平均温度提供了机会，而且还为获得该区域内温度的频率分布提供了机会，并在必要时仅包括已知的区域。

图为照片和红外热图像

研究人员研究了红外热成像技术在野外气孔导度研究中的应用，并报告了将红外热成像技术用于监测葡萄藤树冠气孔闭合的方法。研究的重点是评估在一系列环境条件下进行的测量的一致性和可重复性。还提出了一种在图像可用时使用热数据的新方法，该方法涉及对阴影的数据进行分析，而不是像通常研究的那样对完全暴露在阳光下的区域进行数据分析。

图为俯视拍摄的红外热像图

可以从植物冠层的红外热成像中获得有关葡萄冠层水关系的有用信息，尽管重要的是要避免在分析植物冠层时包括非叶材料。通过红外热成像，可以选择合适的区域或通过使用干湿阈值温度来定义超出温度值的范围来实现。红外热像仪可以对大面积的冠层进行半自动分析，并具有非常有效的复制功能，而这可以通过孔镜法实现。红外热成像分析可以自动校正图像，例如消除代表天空或土壤的像素。图像分析进一步开辟了红外测温以前无法实现的一系列技术。

参考文献

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.