FLIR红外热像仪揭示共存昆虫的秘密

热成像技术能为昆虫研究提供极大帮助。研究人员能够借助热成像技术观察多种昆虫在寄主植物上的共生方式。在宾夕法尼亚州立大学，FLIR T650sc为小麦植株上的共生昆虫试验提供了极有价值的热像信息。

宾夕法尼亚州立大学昆虫学与生态学系的使命是进行卓有成效的昆虫研究以改善人类健康、提高生活质量和促进食物与生态系统的可持续性。事实上，昆虫学是一门主要致力于了解生命、环境和社会福祉的跨学科生命科学，昆虫很大程度上影响着人类文明，无论这种影响是积极的（如为粮食作物授粉）还是消极的（如与我们竞争食物供应或携带重大疾病的病原）。

昆虫与温度

昆虫学与生态学系的研究能解决多种问题，通过采用各种各样的实验方法，包括热成像法，能够详细了解昆虫生活。温度则是影响昆虫生长和发育的最重要环境因素之一。寄主植物（供昆虫寄宿和生存的植物）上的小气候状况对食草昆虫尤其重要，热梯度常常对寄主植物上昆虫的分布起主导作用。

宾夕法尼亚州立大学昆虫学专业研究生Mitzy Porras专门研究这些小气候，她对寄主植物上的昆虫共生现象特别感兴趣。“存在竞争关系的物种如何在共同的环境中共生？植物的热梯度能让我们深入了解这些昆虫如何实现共生、其共生机制以及这些昆虫在一棵植物上的典型分布。”

测量植物温度

Mitzy Porras专门开创了一项实验，用以确定小麦（学名：Triticum aestivum L.）的热梯度。Mitzy Porras表示：“我们想要精确测量小麦植株的温度，包括植株茎秆和顶端，然而，小麦植株的物理特征（茎秆和叶片细窄）使得精确、可靠地确定植株温度极具挑战。”

“我以前在其他大学使用热电偶，然而遗憾的是，这并不是一种非常有效的植物测温技术，”Mitzy Porras表示。“首先，热电偶仅测量一个点的温度，并非面积更大、更显著的表面；其次，用热电偶测量植物温度时，不得不触摸植物，实际上在触摸植物时有可能改变植物的温度。因此，通过这种方式无法得到精确的测量结果。”

模拟田野里小麦种植密度，从左至右：可见光图像、热图像、测量结果。小麦植株上存在热梯度（在模拟田野密度下）。小麦茎秆温度为22±1.5℃，大部分顶端叶子的温度为32.5± 1℃。

热成像

Mitzy Porras称：“在该实验中，我们决定使用红外热像仪，因为我们能够借助该技术准确描述植物上的温度异质性特征。热像仪能够同时评估植物茎秆和顶端的温度，而且可以在同一张图像中纵览热梯度。尽管细窄的叶片和茎秆使区分植物温度和背景温度十分困难，然而，通过在热像仪上安装合适的镜头，我们能够克服这一局限。采用这种方法，我们能够评估整个叶片上三个点的温度。”

“热成像的另一巨大优势在于它是一种无损检测方法，这意味着在测量时不会影响植株温度。”

单株植物上的热梯度特性描述：根据植物所处的相对湿度和应力状况，温度在2˚C至4˚C之间变化。热梯度是使用FLIR TOOLS确定的。

热敏成像温度测量采用配有15mm镜头、发射率值为0.90的FLIR T650sc红外热像仪。小麦植株位于生长室中，湿度、光照、温度和风速均受控制，以确保气流均匀，避免出现波动。FLIR红外热像仪在实验前暴露在培养箱环境条件下约两小时，在拍照前，让植物适应新环境24小时。每棵植物拍摄10张照片，植物与热像仪之间的距离保持在1米。单株植物的热梯度在模拟田野密度下进行评估。

合适的热成像仪

为了寻找一款适合实验的红外热像仪，Mitzy Porras决定审视其它学术论文中描述的有关实验的技术要求。显而易见的是，在科研和学术界广受欢迎的FLIR T650sc是适合用于该实验的红外热像仪。

FLIR T650sc是一款科研热像仪，图像分辨率高达640×480，光斑尺寸较小，成像效果十分精确，温度测量精度相当可靠。通过采用一个可倾斜的红外装置，该款热像仪能够在舒适的位置迅速开展实验。高品质的液晶触摸屏可显示清晰、明亮的图像，更易于改变设置并与菜单保持互动。此外，FLIR T650sc采用FLIR的MSX®专利技术（专利号：CN201380073584.9）和UltraMax图像增强功能。

Mitzy Porras表示：“借助FLIR T650sc，我们能够极为精确地评估小麦茎秆和顶端的温度，细致入微地展现热梯度，这正是该实验的一个目标。此外，该热像仪非常易于操作，可以选择在野外或实验室里使用，极其方便灵活。该热像仪可用于多种环境，经证实，能切实有效地适应生长室的环境。”