熱成像技術(shù)能為昆蟲研究提供極大幫助。研究人員能夠借助熱成像技術(shù)觀察多種昆蟲在寄主植物上的共生方式。飛礎(chǔ)科熱成像儀285為小麥植株上的共生昆蟲試驗(yàn)提供了極有價(jià)值的熱像信息。

在昆蟲學(xué)與生態(tài)學(xué)系的使命是進(jìn)行卓有成效的昆蟲研究以改善人類健康、提高生活質(zhì)量和促進(jìn)食物與生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。事實(shí)上，昆蟲學(xué)是一門主要致力于了解生命、環(huán)境和社會(huì)福祉的跨學(xué)科生命科學(xué)，昆蟲很大程度上影響著人類文明，無論這種影響是積極的（如為糧食作物授粉）還是消極的（如與我們競(jìng)爭食物供應(yīng)或攜帶重大疾病的病原）。

昆蟲與溫度

昆蟲學(xué)與生態(tài)學(xué)系的研究能解決多種問題，通過采用各種各樣的實(shí)驗(yàn)方法，包括熱成像法，能夠詳細(xì)了解昆蟲生活。溫度則是影響昆蟲生長和發(fā)育的最重要環(huán)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(duì)食草昆蟲尤其重要，熱梯度常常對(duì)寄主植物上昆蟲的分布起主導(dǎo)作用。

昆蟲如何共生現(xiàn)象。“存在競(jìng)爭關(guān)系的物種如何在共同的環(huán)境中共生？植物的熱梯度能讓我們深入了解這些昆蟲如何實(shí)現(xiàn)共生、其共生機(jī)制以及這些昆蟲在一棵植物上的典型分布。”

測(cè)量植物溫度

首先，熱電偶僅測(cè)量一個(gè)點(diǎn)的溫度，并非面積更大、更顯著的表面；其次，用熱電偶測(cè)量植物溫度時(shí)，不得不觸摸植物，實(shí)際上在觸摸植物時(shí)有可能改變植物的溫度。因此，通過這種方式無法得到精確的測(cè)量結(jié)果。

模擬田野里小麥種植密度，從左至右：可見光圖像、熱圖像、測(cè)量結(jié)果。小麥植株上存在熱梯度（在模擬田野密度下）。小麥莖稈溫度為22±1.5℃，大部分頂端葉子的溫度為32.5±1℃。

熱成像

在該實(shí)驗(yàn)中，我們決定使用紅外熱像儀，因?yàn)槲覀兡軌蚪柚摷夹g(shù)準(zhǔn)確描述植物上的溫度異質(zhì)性特征。熱像儀能夠同時(shí)評(píng)估植物莖稈和頂端的溫度，而且可以在同一張圖像中縱覽熱梯度。盡管細(xì)窄的葉片和莖稈使區(qū)分植物溫度和背景溫度十分困難，然而，通過在熱像儀上安裝合適的鏡頭，我們能夠克服這一局限。采用這種方法，我們能夠評(píng)估整個(gè)葉片上三個(gè)點(diǎn)的溫度。

熱成像的另一巨大優(yōu)勢(shì)在于它是一種無損檢測(cè)方法，這意味著在測(cè)量時(shí)不會(huì)影響植株溫度。

單株植物上的熱梯度特性描述：根據(jù)植物所處的相對(duì)濕度和應(yīng)力狀況，溫度在2?C至4?C之間變化。熱梯度是使用FLIR TOOLS確定的。

熱敏成像溫度測(cè)量采用配有15mm鏡頭、發(fā)射率值為0.90的FLIR T650sc紅外熱像儀。小麥植株位于生長室中，濕度、光照、溫度和風(fēng)速均受控制，以確保氣流均勻，避免出現(xiàn)波動(dòng)。FLIR紅外熱像儀在實(shí)驗(yàn)前暴露在培養(yǎng)箱環(huán)境條件下約兩小時(shí)，在拍照前，讓植物適應(yīng)新環(huán)境24小時(shí)。每棵植物拍攝10張照片，植物與熱像儀之間的距離保持在1米。單株植物的熱梯度在模擬田野密度下進(jìn)行評(píng)估。

審核編輯黃宇