Entoscan 臺式高光譜植物表型測量系統

典型應用：

高光譜影像、葉綠素螢光影像、熱感成像可分別從不同面向針對植物進行無損研究，以作為植物脅迫、病害研究、品質分析等的表型探討的利器。圖A為接種不同濃度病菌後的南瓜葉片，利用高光譜成像(圖A左)與熱感成像(圖A右)可分別看到病菌進入後的葉片狀況回應(Pérez-Bueno et al.,2016)。圖B則為黃瓜感染不同病菌後的反應，可藉由高光譜成像和熱感成像分別看到不同的葉片回應，並可清楚的區別出不同病害的狀況(Berdugo et al., 2014)。

圖A.左圖為接種不同濃度後南瓜的光譜影像反映；右圖為接種後葉片溫度的回應。

圖B.接種3種不同病害後大黃瓜的高光譜成像和熱感成像。

高光譜成像同時可以進行果實無損檢測，進行不同品質、成熟度、病害、汙損等快速鑒別。圖C為不同成熟度番茄果實高光譜成像，應用光譜技術可演算出果實內不同茄紅素含量，從而進行特殊植物成分含量與分佈位置的探討，體現無損檢測於果實生長發育的應用(Liu et al., 2015)。圖D為不同顏色品種蘋果果實受到病害、汙損、碰傷等候的高光譜成像，藉由光譜成像技術進行快速鑒別，達到建立不同品種蘋果果實均一化快速無損分級準則(Mehl et al., 2004)。

圖C.上圖為未成熟番茄的高光譜成像，下無為成熟番茄高光譜成像。

圖D.4種不同蘋果表面病徵經高光譜技術成像處理後之顯像(上方為高質量果實、下方為受損果實)。

熱成像感測器應用領域

A. 葉溫研究

葉片溫度與植物蒸騰有相關關係，這受到許多病原體不同方式的影響。然而許多葉部病原體，例如葉斑菌和鏽菌，會使植株局部產生明顯的變化，根部病原體（如立枯絲核菌和腐黴菌）造成的損傷或是系統性的感染（例如鐮刀菌）通常會影響蒸騰作用，整株植物的水分流動以及植物器官

 

B. 蟲害研究

昆蟲學與生態學系的研究能解決多種問題，採用各種各樣的實驗方法，包括用以詳細瞭解昆蟲生活的熱成像法。溫度是影響昆蟲生長和發育的重要環境因素之一。寄主植物(供昆蟲寄宿和生存的植物)上的小氣候狀況對食草昆蟲尤其重要；熱梯度常常對寄主植物上昆蟲的分佈起主導作用。

 

C. 病理研究

在病原物侵染植物後，寄主植物光合作用速率降低，呼吸速率顯著增加，體內水分狀況以及植物激素水準發生明顯變化；然後，植物葉片表現黃化、壞死、腐爛、萎蔫、畸形等可見症狀。植物感病後，葉溫在顯症前會升高或降低，使得利用紅外熱成像技術對病害進行早期檢測成為可能

Entoscan自動化排程掃描，可進行長時間自動化監測植株變化，進而準確進行植物受病害或脅迫後不同時間、不同程度等探討。應用自動化時間監測可對植物對外在影響後之時間序列縱向反映，圖E為甜菜受病影響害不同天數的變化，可做為厘清病發生後動態軌跡轉化的基理資訊(Mahlein et al.,2012)，若搭配導入Entoscan的植物生長環控系統，提供植物生長參數與控制病害發生環境，更可提供進一步達探究不同環境下植物與病害共同互動的變化資訊。

圖E.甜菜葉片受病為害後不同時間之高光譜成像。