基于智能手机的水稻水分亏缺诊断技术

任务来源：

技术领域：农村水利

技术来源：省部计划。

技术原理

水稻水分亏缺导致叶片蒸腾降低，叶片温度随之升高。在水稻各生长阶段，基于水稻叶片温度获得作物水分亏缺指数CWSI，探究叶片光合指标（气孔导度、光合速率和蒸腾速率等）与CWSI的定量关系，确定叶片光合能力下降时的叶片CWSI阈值，形成基于冠层温度的水稻水分亏缺诊断方法。采用基于安卓手机平台的Flir ONE红外热像仪，开发了配套的智能手机平台的诊断APP，并通过该APP实时读取红外热像仪获取的冠层温度，由APP实时计算拍摄目标冠层的CWSI，并根据事先设定的CWSI阈值显示水分亏缺程度。

技术特色

该技术充分利用智能手机强大的数据处理能力、信息展示能力与良好的人机交互体验，将繁琐的水分亏缺指数计算过程内置到APP后台算法，实现作物水分亏缺诊断的实时、实地诊断以及量化诊断结果的图形化展示。

技术指标

（1）明确节水灌溉水稻各生育期缺水CWSI阈值，形成基于冠层温度的水稻水分亏缺诊断方法。　 （2）利用Flir ONE与安卓手机，配套开发成本低、易于操作的便携式实时实地诊断工具。　 （3）技术参数：冠层温度测量分辨率：0～1℃；冠层温度测量精度：±2℃；红外摄像头像素：160×120；水稻水分亏缺诊断结果：高、中、低、无，APP内可设置对应的阈值；可拍摄冠层面积：不大于50㎡；数据保存形式：图片+带有地理位置信息的文本保存；外接Flir ONE红外摄像头重量小于100g，累计续航时间30min；对安卓手机要求：安卓4.3及以上版本，且手机具备OTG功能。

应用范围及前景

适用于节水灌溉管理的稻田，在确定其他作物的CWSI阈值后，也可通过APP内修改阈值的方式，应用于其他作物上。典型应用案例：　 昆山锦溪长云灌区项目。在示范区应用该技术产品1套，按照各生育期推荐的CWSI阈值进行灌溉管理，选择田间无水层的晴天正午进行水分亏缺诊断，诊断效率高，200亩的示范区约有30块田，一个农民在1h能完成一次诊断。相对于常规灌溉稻田，示范区产量指标增加为120kg/h㎡，节约用水约36.4%，水分利用效率增加8.4%。

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徐俊增

13584012436/

河海大学/昆山市城市水系调度与信息管理处

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