基于智能手机的水稻水分亏缺诊断技术

该技术核心成果基于省部计划项目自主研发。

▲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诊断App，并通过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。

▲技术特点

（1）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。

（2）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。

（3）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。

▲技术指标

（1）冠层温度测量分辨率：0.1℃；

（2）冠层温度测量精度：±2℃；

（3）红外摄像头像素：160×120；

（4）水稻水分亏缺诊断结果：高、中、低、无，App内可设置对应阈值；

（5）可拍摄冠层面积：不大于50m^²；

（6）数据保存形式：图片及带有地理位置信息的文本保存；

（7）外接Flir one红外摄像头：重量小于100g，累计续航时间30分钟；

（8）安卓手机终端：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，在确定其它作物的CWSI阈值后，也可通过App内修改阈值的方式，应用于其它作物上。

典型案例：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1小时能完成一次诊断。相对于常规灌溉稻田，示范区产量指标增加为120kg/hm^²，节约用水36.4%，水分利用效率增加8.4%。

▲持有单位信息