基于图像处理的青冈栎叶绿素含量检测系统研究

为了实时、便捷、经济地获取植物叶绿素含量,研究了基于OPENCV机器视觉库的青冈栎叶绿素含量实时检测系统。首先通过数码照相机获得叶片图像,对图像进行阈值分割,图像噪声处理和图像遍历,获得图像R、G、B值。然后对图像R、G、B进行各种组合变化获到不同的图像颜色特征参数,分析各图像颜色特征参数与青冈栎叶片叶绿素含量的相关性,并对相关系数较高的叶片图像颜色特征参数与叶绿素含量进行拟合分析,结果显示图像特征参数R、R-B、(R-B)/(R+B)均达到非常显著相关。在此基础上建立叶绿素含量检测模型,基于C++程序语言,OPENCV视觉库以及QT4界面程序,编写青冈栎叶绿素含量检测系统。最后将系统检测结果与其他方法进行了比较,系统检测结果平均误差为7.19%,最大误差为12.65%,验证了该系统的有效性和准确性。     

大豆叶片叶绿素含量与颜色特征的关系

田间作物最重要的特征指标就是叶色,其能够直观地反映出叶绿素含量的变化、作物生长过程中的光合作用、养分情况及水分含量等栽培信息,为田间的作物管理、苗的生长情况的诊断和根据苗的肥力情况提供重要依据。以大豆的叶片为研究材料,测定了叶片的叶绿素含量,利用数字图像处理技术提取了叶片的颜色特征值。结果表明,叶绿素含量与颜色特征参数具有一定的相关性,并建立了与叶绿素之间的联系。     

油菜缺肥早补救

油菜是需肥量较大的作物,常因施肥不足或施肥不当,导致植株生长发育缓慢,造成严重减产。因此平时应注意观察油菜叶片的颜色变化,掌握其发生原因,及时对症下药,挽回损失。一、缺氮油菜缺氮的主要症状为甘蓝型油菜叶片变红,叶绿素消失,新的叶绿素无法形成,呈现红紫色;白     

基于ARM的番茄叶绿素和氮的实时检测与3G传输

为了观测番茄本体成分的变化,实时监测番茄的生长状况,设计实现了基于ARM的番茄叶片叶绿素和氮含量实时监测与远程传输软件系统,集图像采集、处理和3G传输功能于一体.建立了番茄叶片图像中各颜色分量与叶片叶绿素及氮含量之间的回归方程,推导了番茄叶片叶绿素和氮含量的计算公式.研究结果为番茄生长状况的研究和生长环境的智能调控提供了依据.     

基于高光谱成像技术的油菜SPAD值空间分布预测及最佳测量叶位

采集不同氮素处理水平下的油菜植株不同叶位和叶片部位的高光谱数据、SPAD值和叶绿素含量实测值,在筛选原始高光谱数据预处理方法的基础上,比较基于偏最小二乘(partial least squares,PLS)模型和最小二乘-支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)的SPAD预测模型。结果表明,基于标准正态变量校正(standard normal variate,SNV)预处理方法的LS-SVM模型(SNV-LS-SVM)为最佳高光谱-SPAD预测模型,可准确预测油菜叶片SPAD值空间分布和可视化结果。基于SPAD空间分布结果提取不同叶位和叶片部位的SPAD值,将其与对应植株和叶片位置的实测叶绿素含量进行相关性分析,结果显示,油菜SPAD值最佳测量叶位为顶四叶的顶部。     

基于可见-近红外光谱技术的油菜叶片叶绿素含量无损检测研究

    为了快速无损获取油菜叶片叶绿素含量信息,试验研究了油菜叶片的可见-近红外反射光谱特性与叶绿素含量之间的定量关系.试验采集140个油菜叶片样本,其中70个样本用于建模,另外70个样本用于模型预测.光谱曲线扫描采用美国USB4000光纤光谱仪,叶绿素含量值采用日本Minolta 公司生产的SPAD-502仪测定.实验发现,波段范围680～730 nm处的光谱吸光度与油菜叶片叶绿素含量之间具有显著相关性.同时发现油菜叶片厚度对建模预测精度有较大影响.试验首先用待定系数法构造叶绿素含量预测方程;然后用标准遗传算法对其进行参数优化.试验确定最优光谱范围是696.82～716.53 nm.不考虑叶片厚度时,建模和预测关联度r分别是0.4823 和0.5649.考虑叶片厚度校正后,建模和预测关联度r分别提高到0.8936 和0.9178.说明基于可见-近红外反射光谱技术实现油菜叶片叶绿素含量快速无损检测是可行的.     

生物炭对铜胁迫下红壤地油菜苗期叶绿素和保护性酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了不同生物炭添加量(质量分数为0、2%、5%)对铜胁迫(300 mg·kg~(-1))下红壤地油菜(Brassica campestris L.)苗期叶绿素含量、抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)]、可溶性蛋白含量及丙二醛含量(MDA)的影响。结果表明:铜胁迫下油菜叶片的叶绿素a、b和总叶绿素含量均有所降低,SOD、CAT、POD、MDA及可溶性蛋白含量均增加;随着生物炭添加量的增加,油菜叶片的叶绿素a、b及总叶绿素含量呈上升趋势,油菜叶片的SOD、CAT、POD、MDA及可溶性蛋白含量则均呈一定的下降趋势。综合来看,施加生物炭有利于提高红壤地铜污染(300 mg·kg~(-1))中油菜苗期的叶绿素含量,减缓铜胁迫的毒害作用,从而有利于维持油菜正常生长。     

基于分光吸收特性的辣椒叶片叶绿素含量测量方法研究

为了无损、简单、快速、准确估测辣椒叶片叶绿素含量和组成,提升作物的精细管理水平.本文基于辣椒叶片对光的吸收特性,利用光谱透过率通过计算得到叶片的吸光度,使用四阶导数法在640～690 nm波段找到与叶片中叶绿素a和叶绿素b的吸收波峰:649、668、681nm.参照化学法检测植物叶绿素含量和组成的吸光度法,使用多元线性回归分别建立叶绿素a和叶绿素b含量的检测模型并对比.其中以649、668、681nm处吸光度建立的模型检测叶绿素a含量的结果最好,测试结果的相对误差(RE)为8.86％,决定系数(R2)为0.879;以649、681 nm处吸光度建立的模型检测叶绿素b含量的结果最好,测试结果的相对误差(RE)为9.84％,决定系数(R2)为0.878.     

PEG6000模拟干旱胁迫对油菜幼苗生理生化指标的影响

[目的]研究干旱胁迫下油菜幼苗生理生化指标的变化,为作物耐旱机制与油菜抗旱品种的选育提供理论依据和实践参考。[方法]采用Hoagland营养液水培方法,以不同浓度PEG6000处理油菜幼苗,研究了模拟干旱胁迫对油菜幼苗过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的变化规律。[结果]随着PEG6000处理浓度的增加,油菜幼苗叶片中的过氧化氢酶活性增强,可溶性糖含量、脯氨酸含量和丙二醛含量总体呈上升趋势,叶绿素含量和可溶性蛋白含量先逐渐增加后逐渐降低。[结论]过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量可以作为鉴定油菜抗旱性的生理指标。     

抗坏血酸对镉胁迫下油菜幼苗生长的影响

采用网室水培试验方法,研究了高频次(2d 1次,共5次)条件下不同浓度的抗坏血酸(0.1、1.0、2.5、5.0 mmol·L-1)对油菜幼苗镉胁迫的缓解效应.结果表明,25mg·L-1CdC12·2.5 H2O溶液对油菜幼苗造成了明显的伤害,抑制了油菜幼苗的生长,叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量以及SOD、POD、CAT酶活性下降,而丙二醛含量上升.向油菜幼苗叶表面喷施不同浓度的抗坏血酸后,低浓度的抗坏血酸(0.1 mmol·L-1JAsA)对Cd胁迫有较好的缓解作用,0.1 mmol·L-1的抗坏血酸处理下,油菜生物量、叶片中叶绿素、类胡萝卜素含量以及SOD、POD、CAT酶活性显著增加,丙二醛含量降低,地下部单位质量镉含量、单株地下部镉积累量以及单株地上部镉积累量升高,地上部单位质量镉含量下降;而高浓度处理的抗坏血酸对油菜幼苗不但没有明显缓解作用,反而对叶片有一定的伤害.     

干旱胁迫下转 CSPs 基因油菜和非转基因油菜生理生化变化的比较研究

以转冷激蛋白(Csps)基因油菜与非转基因油菜为材料,在自然干旱条件下进行胁迫试验,比较研究了转 CSPs 基因油菜与非转基因油菜幼苗干旱胁迫下的耐受性应答情况.在干旱胁迫下,转 CSPs 基因油菜的叶片含水量、蛋白质含量比非转基因油菜的高,而丙二醛含量明显低于非转基因油菜;胁迫期间,油菜叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性有不同程度的增加,与非转基因对照相比,转基因油菜幼苗叶片的抗氧化酶活性普遍高于对照.对干旱期间油菜叶片的叶绿素荧光进行分析,发现转基因油菜叶片的初始荧光 F0上升趋势和最大光化学量子产量 Fv/Fm 的下降趋势均显著高于非转基因油菜.以上结果表明,CSPs 作为一种分子伴侣,广泛参与了油菜幼苗对干旱胁迫的耐受性应答过程,从而增强了植株的耐旱能力     

芘对油菜幼苗生长及其生理特性的影响

为进一步研究芘对油菜类作物毒害机制及作物安全生产提供参考,采用土培方法探讨了芘对油菜幼苗生长及其生理特性的影响,结果表明:芘对油菜种子发芽率无影响,对幼苗株高、根长和叶面积显著抑制;芘处理的油菜幼苗叶内叶绿素a、叶绿素b含量显著下降;丙二醛(MDA)含量、细胞质膜透性(CMP)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均显著提高,且呈现先升高后下降的趋势。     

基于颜色均值显著点聚类的作物病害叶片图像分割方法

作物病害叶片图像分割是病害类型识别方法的一个重要步骤,其分割效果直接影响后续的识别结果。病害叶片图像的复杂多样性使得很多现有的图像分割方法不能有效应用于作物病害叶片图像分割中。针对复杂的自然病害叶片图像分割难题,提出一种基于颜色均值显著点聚类的作物病害叶片图像分割方法。该方法建立在HIS颜色空间,首先构造基于像素点HIS模型的带权无向图,然后计算病害叶片图像像素点的邻域的颜色均值,再计算该点前后两个邻域的颜色均值差作为该点的颜色跳跃度,当跳跃度大于设置的一个阈值时,该像素点为病斑点。结果表明,该算法具有较高的分割精确度和较好的抗噪声性能。     

紫红叶甘蓝型油菜叶片的叶绿素变化研究

从测定紫红叶油菜叶片的叶绿素含量着手研究亚种间远缘杂交新品系甘蓝型紫红叶油菜的叶片色素变化特性。结果表明:紫红叶油菜的叶绿素含量呈苗期高、抽薹期低、开花期高的双峰曲线。苗期叶色较深的紫叶油菜品系的叶绿素含量最低,为0.609mg/g,抽薹期,紫红叶甘蓝型油菜的叶绿素都呈下降趋势,并到达最低点,;但紫色较深的紫叶油菜叶绿素含量最高,为0.460mg/g;开花期,紫红叶甘蓝型油菜的叶片转绿,叶色较深的紫叶油菜品系的叶绿素含量在开花期达到顶峰,为0.795mg/g。在低温2℃、10℃处理时,深紫叶的紫红叶甘蓝型油菜的叶绿素含量较高;在20℃处理时,深紫叶的紫红叶甘蓝型油菜的叶绿素含量较低。在30℃处理时,深紫叶油菜的叶绿素含量最高。深紫叶紫红叶甘蓝型油菜20%遮光处理12天的叶绿素含量最高,叶脉浅紫和绿叶的叶绿素含量最低;深紫叶紫红叶甘蓝型油菜在遮光处理条件下叶绿素含量最高,绿叶的叶绿素含量最低,说明遮光对紫红叶甘蓝型油菜的叶绿素合成有影响,但没有对绿叶油菜的大。     

蕾薹期干旱对油菜生长和抗氧化特性的影响及三唑酮的缓解效应

[目的]干旱是限制作物生产的主要限制因子,如何采取有效措施缓解干旱胁迫具有重要意义。[方法]以‘南农油4号’为材料,通过盆栽试验,于蕾薹期进行干旱处理,试验设置3个处理:正常对照、干旱处理和旱后三唑酮(TDM)处理,研究了叶面喷施TDM对蕾薹期干旱胁迫下油菜生长、抗氧化特性及产量的影响。[结果]随着干旱时间的延长,油菜生长缓慢,叶片叶绿素含量和相对含水量下降,气孔关闭。叶片渗透调节能力下降,膜脂过氧化程度加重,抗氧化性能减弱,产量显著下降。TDM能够有效增强干旱胁迫下油菜持水能力,减缓叶绿素含量的下降,促进气孔开放,使叶片上张开的气孔数目显著增多。干旱胁迫后喷施TDM处理显著提高干旱胁迫下油菜叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX、GPX等)的活性、非酶抗氧化剂(As A、GSH)的含量和叶片渗透调节物质(可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖、蔗糖)的含量,抑制了H_2O_2含量的增加,降低O·-2的产生速率;明显提高了油菜主花序角果数、千粒质量和单株产量。[结论]干旱胁迫打破油菜渗透调节平衡,降低其抗氧化能力,抑制油菜生长,降低油菜籽产量;TDM通过提高渗透调节能力与抗氧化性能,增强油菜抗旱性,一定程度上缓解了产量的下降。     

基于图像处理的玉米叶色分级及其与光合性状的相关性分析

以67份辽宁省玉米骨干自交系为材料,利用图像处理技术提取叶片颜色特征值,构建叶色分级系统,并对颜色特征值与玉米叶片叶绿素含量及光合速率进行相关性分析,建立回归模型.结果表明:综合全部颜色特征值,可将67份玉米自交系叶色划分为6个等级;GB组合可以使其与叶绿素含量间的相关性提高;G/B、G-B、2G-R-B、(G-B)/(G+B)、b、b*与叶绿素含量呈显著相关,G-B模型预测的误差值最小,为13.48％.颜色特征值G-B可作为基于图像处理测定玉米叶绿素含量的最佳预测指标,其所预测的叶绿素a、b、a+b含量模型分别为:y=-0.201x+9.549,y=-0.062x+3.143,y=-0.263x+12.692.     

利用数字图像分析法评价油菜种子颜色

为了客观方便地评价油菜种子颜色,研究探索了数字图像分析评价方法.随机选取籽粒颜色不同的甘蓝型油菜30份,采用扫描仪获取种子的数字图像,通过建立色彩描述文件(ICC Profile)对图像进行颜色校正后,再运用自行编制软件"RSCA"采集种子颜色值.主要对油菜种子颜色在颜色空间RGB、CIEL*a*b*、HSB中的特征,目测颜色等级与各颜色分量的相关性进行了分析.结果表明:RGB颜色模型的R分量是一个理想的油菜种子颜色等级衡量尺度,数字图像分析法评价油菜种子颜色是可行的.     

丁香叶片叶绿素S_(P,A,D)值颜色与空间分布特征

以丁香(Syringa Linn.)为研究对象,在选定合适丁香植株叶片后,采集和测定叶片不同部位叶绿素S_(P,A,D)值,利用Photoshop软件和MAPGIS软件,分析了叶片S_(P,A,D)值的颜色特征和空间分布特征。研究发现:生长期叶片的S_(P,A,D)值与颜色参数R(红)、G(绿)、V(明度)均呈极显著负相关,而与参数H(色调)呈极显著正相关;生长期同一叶片不同部位的叶绿素S_(P,A,D)值存在明显差异,且阴面叶片S_(P,A,D)值的空间分布与阳面叶片不同;落叶期丁香叶片叶绿素S_(P,A,D)值出现明显的下降,其中叶尖部位下降较为明显。     

基于高光谱成像技术的油菜叶片叶绿素含量预测

叶绿素是作物生长中的重要因素，可用于实时监测作物的生长状况。以常规高油酸油菜品种为材料，采用大田试验研究油菜叶片在不同栽培措施下幼苗期、蕾薹期叶片的光谱响应，通过计算反射光谱及其反射光谱的一阶导数与SPAD值的相关性，结合逐步回归挑选出油菜叶片敏感波段，并计算光谱指数。采用一元线性回归和神经网络建立叶绿素含量估算模型。结果表明，由光谱指数所构建的神经网络叶绿素估算模型，精度评价结果均显示比较高的水平，幼苗期反射率光谱指数构建的模型精度最高，决定系数R2为0807 0,均方根误差（RMSE）为1131 5，蕾薹期一阶导数光谱指数构建的模型精度最高，决定系数R2为 0873 2, 均方根误差（RMSE）为1322 3，在蕾薹期和幼苗期通过构建BP神经网络模型能够较好的对油菜叶绿素进行反演。为利用高光谱技术大范围监测油菜叶绿素含量提供了一定的理论依据。     

苯磺隆和多效唑混用可促进小麦抗逆性

叶绿体是植物光合作用的器官，叶绿素的含量反映了植物的光合能力，与作物产量直接相关。试验结果表明，多效唑和苯磺隆混用处理的叶片叶绿素含量明显高于对照，喷施后叶片颜色加深，并且叶片变厚，有利于植物光合物质的积累。多效唑和苯磺隆混用提高了植株的过氧化物酶的活性，