基于植株-环境交互的温室黄瓜虚拟生长模型研究

以温室黄瓜生长为例,对实验观测数据进行预处理并采用关联分析法获取植株-环境互作信息,依据作物发育动态理论模型建立了植株-环境的信息响应模型和信息反馈模型,再从植株生长的系统变化过程对相关模型进行耦合。运用规则化处理方法与面向对象技术建立植株拓扑演变模型与器官形态发生模型,并构建虚拟植物动态模型。实验表明,模型拟合度均达到95%以上,能较好地虚拟外部环境作用下的植物生长发育,为动态掌握和预测适宜植物生长的温室环境条件提供依据。     

可控式大豆拓扑结构建模及其可视化模拟的方法

为了完善作物形态结构动态模型建立的方法,在基于生长方程理论建模的基础上,提出了可控式模型的建立方法。为此,以大豆拓扑结构为例,通过建立主茎、叶柄和两者夹角的状态及其相对位置的关系方程,来反映植株器官间的相互制约关系。在可视化模拟过程中,结合关系方程控制拓扑结构形态变化,更加真实地模拟其生长发育特点,为进一步模拟环境对作物形态的影响奠定了基础。     

基于L系统的大豆根系模拟研究

随着虚拟植物研究的不断深入,对于虚拟植物研究的重点也从地上部分转入地下部分.根系是植物最重要的器官之一,在植物整个生长发育、生理功能和物质代谢中发挥着重要作用,因此对植物根系进行虚拟研究具有重要意义.为此,以大豆为例,通过对大豆根系形态及生长特点的分析,探讨了使用L系统进行大豆根系虚拟建模的方法,并在Visual C 环境下进行了算法实现.     

基于分形系统的烟草花序可视化仿真研究

为实现聚散或团状植物花序三维建模和可视化仿真,以烟草为例,提出了一种基于分形系统的植物花序可视化仿真方法。通过分析烟草花序的形态结构特征,构建初始分形单元,以仿射变换为基本框架,按照一定的迭代生成算法,分别建立了烟草花序结构与几何模型,并对烟草花序生长进行了模拟。建模过程中,烟草单花的器官几何模型分别用球B样条曲线和参数曲面表示,通过调节对应控制点与参数,重构了不同开花状态下的三维几何模型。实验结果表明,该方法得到的烟草花序模型能充分地表现烟草花序的形态特征,单花器官有较高的真实感,为其他聚散或团状花序的三维可视化提供了技术手段。     

虚拟植物系统模型耦合构建技术

在构建植物生长模型时考虑其形态结构与生理功能交互关系,建立了虚拟植物模拟模型,并基于图形技术建立了植物形态的可视化模型.通过模型耦合构建出虚拟植物系统.基于芦苇生长过程进行了模拟检验,结果表明本系统对植物生长发育具有较好的预测性和可行性.     

基于图像特征提取与L-系统的植株模型重建研究

以水稻植株模型的重建为研究对象,为尽可能地保留植株原始形态特征,研究过程中充分运用图像处理技术对水稻植株叶片图像进行了特征信息提取,并应用于叶片器官模型重建;同时,结合L-系统建模方法在稻穗器官模型重建的基础上,将图像处理技术与L-系统建模机制相结合,较为形象、逼真地实现了对水稻植物模型的虚拟重建。实验仿真结果表明,该方法能够较好地保存植株原始形态特征,对相关领域研究具有一定的参考价值。     

基于构造体系的植物生长定量化研究

通过分析植物的形态生理特性，从植物形态结构的构造体系出发，着重对植物的拓扑结构及其节间、叶片等器官形态变化进行了定量描述，并提出了一种虚拟植物模型构建方法。通过实例可视化验证，表明该模型能有效地模拟植物的生长发育过程。     

油菜花序三维形态结构数字化设计技术研究

为了实现油菜花序三维形态结构的交互设计、几何建模和真实感显示,提出了基于形态特征参数的油菜花序三维形态数学模型以及交互式设计方法.油菜花序模型的建立过程包括单花三维重构、花序三维重构和花序动态生长模拟3个阶段.通过对油菜花序形态结构的观测分析,分别创建了花瓣、花萼、花序轴、花轴、雄蕊和雌蕊等器官的几何模型,并提取具有明确农学意义的几何模型参数.实验结果表明,该方法可控性强,易于操作,可以精确地重构出油菜花序的三维形态,并且可以根据油菜花序结构的发展规律,实现油菜花序生长的可视化模拟.     

基于L-系统的虚拟植物生长模型设计

现代农业发展需要植物生长模拟技术的支持,而迅速发展起来的虚拟植物模拟也成为研究作物生长领域的一个热点。为此,研究了L-系统方法用于描述虚拟植物生长的表达机制。基于植物形态的分形特征,采用L-系统方法,在虚拟植物生长方面,结合计算机图形学技术的有力支持,对植物生长过程进行了模拟研究。     

基于Open-L系统及递归表示的虚拟植物模型

构建符合植物学规律的虚拟植物模型是动态模拟植物生长发育的基础.为增强Open-L系统功能及克服其应用时的繁琐与不足,建立了植物与其生长环境的信息交互模型,并采用Open-L系统的递归表示来构建虚拟植物模型.通过实例验证表明,该模型能有效地模拟植物受外部环境作用下的生长过程.     

辣椒籽皮分离装置的设计研究

鉴于我国新疆地区大田作业的种植模式,针对人工分离辣椒籽皮的劳动强度大、成本高、周期长、籽皮分离效率低等问题,设计了一种机械式分离的辣椒籽皮分离装置并对关键部件进行了设计分析和型号选择。该装置,利用风机的吹风将辣椒皮与辣椒籽分开,落于筛网上,因辣椒籽小于筛网上的网眼,连杆机构进行偏心运动,带动筛网的运动,辣椒籽落于下一层的筛网,由卸料板处收集,辣椒皮由卸料槽处收集。利用这种籽皮分离装置将干辣椒进行籽皮分离,对辣椒进行充分的利用,经济效益高,操作简便,降低了分离工作难度,对大面积种植模式,尤其是对新疆地区具有促进作用。     

低温弱光对典型大棚作物生长影响的试验研究

【目的】分析低温弱光逆境典型大棚作物(辣椒、茄子、黄瓜)生长发育的影响及不同作物对低温弱光逆境响应程度。【方法】对典型大棚作物黄瓜、茄子及辣椒控制不同的光照和温度,观测其株高、茎粗、作物叶面积以及叶绿素质量浓度。【结果】作物对逆境的响应主要表现为生长被抑制与外形差异上,作物的株高、茎粗增长量均有降低,逆境处理时间越长,抑制作用越明显,辣椒的茎粗增长量受抑制的程度明显大于茄子。随着处理时间的延长,茄子与黄瓜的叶面积增长量降低,而辣椒叶面积增长量降低较少。在0～5 d叶绿素质量浓度比对照显著降低;随处理时间延长,作物对逆环境的适应,叶绿素质量浓度基本维持稳定。【结论】低温弱光下作物的株高、茎粗增长量降低,不同作物生长量受低温弱光的抑制程度不同;作物叶片中叶绿素的质量浓度前期显著降低后逐步趋于稳定。     

冬小麦辣椒间套作对光合有效辐射和地温的影响

种植模式影响到农作物生存的微环境,通过对单作和间套作种植模式下作物冠层入射和透射的光合有效辐射及地温的观测,分析了冬小麦辣椒不同配置方式下冠层光合有效辐射截获量的日变化规律、冬小麦对预留行的遮阴作用以及共生期间地温的动态变化。间作条件下,由于小麦的遮挡作用,使得预留行接受的太阳辐射减少,地温较裸地低,且单作与间作种植模式的光合有效辐射(PAR)和地温具有各自的时空变化;在小麦间套作辣椒的不同配置方式中,小麦行间地上10 cm的光合有效辐射强度是3-2式4-2式5-2式小麦单作;地温表现为小麦行间与辣椒行间均是辣椒单作3-2式4-2式5-2式,即地温随着预留行的变窄而降低。     

渗灌条件下水分胁迫对青椒的节水效应研究

为了探求日光温室渗灌条件下青椒适宜的土壤水分控制下限,采用温室小区试验的方法在青椒全生育期内采用土壤体积含水率作为控制指标,研究了不同土壤水分对青椒的长势、叶绿素、耗水量、产量、水分利用率的影响。结果表明,不同土壤水分对青椒株高无显著影响,对茎粗的影响是5%显著水平和1%极显著水平。相同生育阶段青椒叶绿素含量随土壤水分控制范围降低而增加。在(55%~65%)θf处理下青椒的产量最高,而且水分生产率分别为(65%~75%)θf和(75%~85%)θf处理下的1.2倍和1.4倍。     

营养液供液量与供液频率对冬春茬辣椒的影响

为了了解营养液不同供液量和供液频率对辣椒生长发育、果实品质和水分利用效率的影响,以“洋大帅”为试验材料,采用基质槽培的栽培方式进行试验.试验设置了3个不同供液量(在苗期,每株辣椒每天的供液量分别为W1:300 mL,W2:400 mL,W3:500 mL,开花坐果期每株辣椒每天的供液量加倍,结果期每天的供液量是苗期的3倍)和3个不同供液频率(整个生育期,每天的供液频率维持不变,即T1:2次/d,T2:3次/d,T3:4次/d).结果表明:当供液量为W2时,地上部分与地下部分相关性最好;处理W1T2水分利用效率最高,为18.13 kg/m³,但是其产量最低;处理W3T1的总根表面积最大,为754.54 cm³;处理W3T2辣椒生长最好,有最大的株高和茎粗,果实品质与水分利用效率也相对较好.因此,处理W3T2为试验条件下基质培冬春茬辣椒最佳的供液量和供液频率.     

动态规划法在日光温室青椒灌溉制度优化设计中的应用

基于Jensen水分生产函数模型,利用动态规划方法对日光温室青椒的灌溉制度进行优化。求解程序采用C#语言编写,分析计算中分别采用格点法和逐次逼近法。结果表明,逐次逼近法的优化效果好。     

不同生育期水分亏缺对青椒气孔特征、生长过程及生物量的影响

为探究青椒在不同生育期对水分亏缺的生理响应机制,以‘中椒107’为试材,采用不同程度的亏水处理(充分灌溉FI、苗期轻度调亏SSMD、苗期重度调亏SSSD、花期轻度调亏FSMD、花期重度调亏FSSD),研究了水分亏缺对青椒各个生育时期气孔特征、生长过程和生物量的影响。结果表明:①苗期调亏增加青椒的气孔密度和气孔宽度;②充分灌溉条件下茎粗和株高生长趋势明显高于水分亏缺处理,而花期调亏处理的叶面积指数最大;③苗期重度调亏青椒地上、地下生物量最大,苗期调亏植物组织含水率最高。苗期重度调亏最有利于青椒的生长发育和生物量累积。     

日光温室4种起垄覆膜方式对甜椒幼苗生长的影响

我国北方地区日光温室蔬菜生产过程中,土壤起垄覆膜栽培应用广泛。提出了一种新型起垄覆膜栽培方式——起垄内嵌式基质栽培（Ridge substrate-embedded cultivation,RSC）,在此基础上衍生出两种形式的起垄覆膜方式,即土壤嵌槽覆膜（RSC-P）和嵌膜覆膜（RSC-W）,并研究了包括土垄覆膜（SR）和基质栽培槽覆膜（PEG）在内的4种起垄覆膜方式对甜椒幼苗生长的影响。试验结果表明:相对于SR,RSC-P、RSC-W和PEG 3种起垄覆膜方式能够显著提高甜椒幼苗的株高、叶片数和叶绿素含量,其中株高分别比SR栽培垄的甜椒幼苗高26%、27.5%和32%,叶片比SR甜椒幼苗多4片,叶绿素含量更是显著高于SR栽培的甜椒幼苗。试验表明,设置的3种起垄覆膜方式都能显著促进甜椒幼苗生长。      

4JZ-3600/2600型自走式辣椒收获机的研制

通过对我国辣椒采摘市场的调研,研制了新型辣椒收获机。该文介绍了4JZ-3600/2600型自走式辣椒收获机的研制辣椒收获机的主要结构、工作原理、技术参数、核心技术和试验推广情况。      

日光温室青椒滴灌最佳灌水下限组合试验研究

为探讨日光温室滴灌条件下青椒最佳灌水下限组合,通过小区试验方法分析了滴灌条件下5种不同灌水下限组合对青椒形态、品质、产量及灌溉水利用效率的影响.结果表明:不同灌水下限组合对青椒株高、茎粗、VC含量影响差异显著.对青椒产量的影响差异不显著.采用主成分分析法对各灌水下限组合进行了量化的综合评价.评价得分显示:当青椒苗期、开花着果期及结果期的水分下限分别控制在田间持水量的50%～60%、50%～60%、70%～80%时得分最高,表明该处理下青椒产量最高、品质最佳、灌溉水利用效率最高,其为青椒最佳灌水下限组合.