桃树冠层相对光照分布与果实产量品质关系的研究

 【目的】研究桃树开心形树冠内相对光照强度与果实品质的关系。【方法】以5年生晚蜜为试材,以树干为中心,用竹竿将树冠分成不同层次、方位的50 cm×50 cm×50 cm的立方体,在生长时期测量不同部位相对光照强度,成熟期测量不同部位果实产量和品质。【结果】桃树开心形树冠内相对光照强度随树冠由外到内、由上到下逐渐递减;在第一次叶幕形成和最终叶幕形成的两个不同时期,不同相对光照强度的树冠体积占整个树冠体积的比例差异显著,小于30%的分别占7.71% 、47.91%,大于80%的分别占27.7% 、3.13%;果实主要集中分布在树冠上、中部1.5～3.0 m。回归方程解析得出果实单果重和可溶性固形物含量与相对光照强度均呈显著相关性。【结论】相对光照强度是影响果实单果重和可溶性固形物的主要因素,生产优质桃果实的最低相对光照强度为36.31%,生产中应注意合理进行夏季修剪,调节枝叶数量和空间分布,降低相对光照强度小于36.31%的树冠空间体积。     

富士苹果不套袋与套袋密度对果树冠层光学特性的影响

研究了不套袋及不同套袋密度对苹果树冠层结构参数的影响,以及套袋前、后冠层光环境的差异。研究结果表明:套袋处理苹果树的叶面积指数明显高于不套袋对照的,且其随着套袋密度的增加而显著增加;在摘袋后3 d,套袋密度2/3处理和全树套袋处理的叶面积指数仍然高于不套袋对照的;纸袋的遮挡系数随着套袋密度的增加而明显增加;套袋处理总体上使果园的散射透过率(TD)、直射透过率(TR)有不同程度的降低,但增加了叶分布(LD),其中以全树套袋处理的影响最为明显。     

富士苹果不套袋与套袋密度对果树冠层光学特性的影响

研究了不套袋及不同套袋密度对苹果树冠层结构参数的影响,以及套袋前、后冠层光环境的差异。研究结果表明:套袋处理苹果树的叶面积指数明显高于不套袋对照的,且其随着套袋密度的增加而显著增加;在摘袋后3 d,套袋密度2/3处理和全树套袋处理的叶面积指数仍然高于不套袋对照的;纸袋的遮挡系数随着套袋密度的增加而明显增加;套袋处理总体上使果园的散射透过率(TD)、直射透过率(TR)有不同程度的降低,但增加了叶分布(LD),其中以全树套袋处理的影响最为明显。     

基于三维激光点云数据建立三维树木模型方法的研究

提出一种基于三维地面激光测距仪（Terrestrial LiDAR,TLiDAR）所获取点云数据重建三维树木模型的方法。利用TLiDAR点云数据构建三维树木模型的优势在于可以精确重构树木模型,精确量取树木任意部位尺寸,且免于或受到较小的外界干扰。利用这种模型可以对树木枝叶冠幅的状况以及树干的横截面积等进行评估,在三维绿量和生物量计算上具有显著优势。     

基于三维激光点云的靶标探测系统研究与试验

【目的】使用R-Fans-32三维激光雷达(LiDAR)研究植株三维激光点云与植株叶面积之间的关系,为变量喷雾系统提供数据支撑。【方法】假设植株激光点云数量与叶面积之间存在线性关系。搭建基于三维激光点云的靶标探测的试验系统,先测量靶标植株的高度来探究该探测系统的精度,激光雷达以10Hz的扫描频率和1m的探测距离实现对10株番茄的三维点云数据的获取,激光雷达上位机软件Ctrlview实现对三维激光点云数据的储存。利用Cloud Compare软件对储存的点云数据进行处理,利用LiDAR360软件对植株进行高度测量和点云数量的获取。对采集的植株点云进行数量统计,利用CL-202植物叶面积测量仪对采摘的靶标植株叶片测量叶面积,验证植株点云与叶面积之间的关系。【结果】激光雷达探测所得到的番茄植株的高度与手工测量值的最大相对误差为7.92%。利用线性函数拟合植株点云数量与叶面积,拟合度为0.7805,最大相对误差为5.64%。【结论】设计了一种用于探究基于激光点云的变量喷雾系统可行性的试验系统,依据三维激光点云计算植株的叶面积精度良好,R-Fans-32三维激光雷达可作为变量喷雾系统的探测部件。     

冠层分析仪在苹果树冠结构光学特性方面的研究

冠层结构光学特性研究在森林和农田生态领域应用较多,而在果树上涉及很少。运用WinsCano-py2004a冠层分析仪对陕西渭北8个县110棵苹果树的冠层结构光学特性进行了测定。结果表明,渭北地区苹果树冠层的特征指标中,间隙指数、开度、叶面积指数与冠层光合有效辐射通量和定点因子有显著相关性,并且不同树体间差别很大,表明间隙指数、开度、叶面积指数等对于果树冠层的光截获能力影响较大,而平均叶角和聚集因子等指标与冠层光合有效辐射通量和定点因子无明显相关性且不同树体间相差不大,表明叶分配角和平均叶角等对于冠层光截获无明显影响;初步认为Wins Canopy2004a冠层分析仪可用在苹果树冠层结构分析方面,合理进行苹果树冠结构及光学特性的评价。     

点云数据三维树木模型建立及三维绿量的估算

利用三维激光扫描仪所采集的点云数据模拟三维树木模型及利用模型进行三维绿量的估算。探讨了如何采集点云数据以及模型在三维绿量估算中的应用,主要包括点云数据的去噪处理、点云数据的匹配、树木三维模型的建立。结果表明,利用该方法建立树木的三维模型及进行三维绿量的估算取得了较理想的结果,能够满足三维绿量的计算精度。     

基于三维模型的不同树龄苹果树冠层结构评价

【目的】对高纺锤形苹果树的冠层生长规律进行研究,为苹果高纺锤形树形的生长管理提供参考。【方法】以M26中间砧短枝富士为试材,选择4,8,12年生3个树龄的果树作为3个处理,人工测量和统计各树龄冠层基本信息及枝组结构,构建3个树龄果树的虚拟树体模型,比较实际树体照片与虚拟树体,基于构建的三维模型计算果树冠层总叶面积（total leaf area,TLA）、照射叶面积（projected leaf area,PLA）、光截获效率（silhouette to total leaf area ratio,STAR）、叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）等指标,建立3个树龄果树的虚拟果园,并模拟计算其中单株果树的光截获效率,用LAI-2000冠层分析仪测定各树龄冠层的LAI,并与三维模型计算结果进行比较和验证。【结果】数字化得到的果树冠层基本信息及枝组结构与人工测量统计结果均无显著差异,但数字化得到的枝组结构更为准确。与实际树体照片相比,虚拟树体图像整体上能够展示树体实际生长情况。3个树龄果树冠层的TLA与PLA分别为6.41,11.60,19.69 m²和2.38,3.88,5.77 m²,随树龄的增长而显著上升;STAR值分别为0.37,0.33和0.29,随树龄增长而下降,但三者之间差异并不显著,LAI分别为1.78,3.87和3.28;在虚拟果园中,模拟计算得到的4,8和12年生果树的STAR值分别为0.30,0.18和0.19,其中4年生与8,12年生果树之间有显著差异。冠层叶面积指数实测值与三维模型模拟值的均方根误差（RMSE）为0.171,可知模型的精准度高。【结论】高纺锤形富士苹果树幼树有较好的光截获效率,随树龄增长单株果树的光截获效率有所下降。且相较于低龄果园,高龄果园中果树冠层光截获效率下降明显,建议果园管理中应注意合理控制种植密度和枝叶密度,以改善高龄果园冠层的光照分布。     

基于光线跟踪的冠层光分布模型参数研究

以烟草冠层为例,使用面向对象技术,设计虚拟传感器,以改进蒙特卡罗光线跟踪模型,获得冠层中任意位置的截光率,进而定量分析各参数对模拟结果的影响。试验结果表明:1)初始光线投放密度和冠层结构精度对模型计算结果影响较大;2)在其他参数条件不变时,增加模型跟踪深度,增大天空散射源分布密度将提高模型计算精度。最后,对比了相同时段同一烟草冠层的田间实验和模型计算得到的光合有效辐射三维空间分布,决定系数(R2)达0.98。该研究结果可为蒙特卡罗光线跟踪模型在作物冠层光分布模拟应用中提供参考依据。     

晋西地区不同树龄富士苹果树群体冠层结构特征研究

【目的】探讨苹果树群体在生长过程中冠层结构的变化特征及其影响。【方法】以山西省吉县东城乡3～20年生富士苹果树为试材,每种树龄群体选择12株样树,使用LAI-2000冠层分析仪,对其叶面积指数(LAI)、冠层开度(DIFN)、平均叶倾角(MTA)、消光系数(K)等冠层参数进行测算,同时测定干周粗、树高、冠幅、枝下高、冠高和郁闭度等果树形态指标,然后对不同树龄富士苹果树群体的冠层参数及其形态指标进行对比分析。【结果】随着树龄的增加,苹果树群体的DIFN不断减小,从0.89下降到0.09;LAI逐渐增加,从0.29增加到3.54;MTA的变化总体呈下降趋势,但是8和12年生的苹果树群体MTA又呈上升趋势,MTA与树冠的5个天顶角关系密切,当两者角度接近时,该天顶角方向上的太阳光线入射较多;K逐渐增加,从0.38增加到0.68。【结论】综合冠层结构参数来看,3～10年生苹果树群体内透光、通风状况良好,其中3～8年生苹果树群体DIFN在0.4以上,LAI小于1.5,MTA在30°以上,K小于0.4;10年生苹果树群体整体长势好,DIFN为0.28,LAI为2.17,MTA为26°,K为0.59,这种冠层结构有利于群体发展;12年以上苹果树群体DIFN在0.2以下,K增加到0.6以上,群体内部光照少,通风差;而20年生苹果树群体DIFN不足0.1,LAI高于3.5,MTA为8°,K接近0.7,此时群体长势差,果树群体外围郁闭,内部光秃。同时,当冠层天顶角与MTA角度相近时,该天顶角方向的冠层开度较大,可根据不同树龄MTA的特征,并结合当地太阳高度角的变化特征,来进行果树修剪,控制树冠张开的角度。     

篱壁式栽培条件下富士苹果树冠光照分布与果实产量品质的关系

以不同主枝数量的篱壁式栽培富士苹果为试材,研究该条件下树冠内光照分布及其与果实品质的关系。结果表明,随着主枝数量的增加,树冠内相对光照强度小于30%的区域所占比例逐渐增加,而大于85%的区域所占比例逐渐减小,主枝数为16～18个的树冠内相对光照强度为30%～85%的(为优质光照)区域比例最高达到77%。60%～85%区域内果实单果重、可溶性糖及果皮花青苷含量均达较高水平,故该相对光照强度对果实品质形成最有利,30%～60%区域次之;相对光照强度≥85%的区域内果实可溶性糖含量最高,内在品质好,但果皮花青苷含量低(为60%～85%区域的75.6%,)。果实主要集中在相对光照小于85%区域内,30%～60%区域内的果实所占比例最高,可达总果实量的40%以上,60%～85%区域次之。结果表明,蓠壁式栽培苹果树冠内优质光照区域所占比例(最高可达77.2%)高于传统的主干形(50%～60%),有利于果树的生长、果实的发育及品质形成,同时还可以提高株间的生产效率,且单株以16～18个主枝为宜。     

\"富士\"苹果树3种树形光照分布与产量品质关系的研究

对富士苹果的高干开心形、小冠疏层形和纺锤形3种树形的树体结构、树冠内相对光照强度分布的差异和不同部位光照分布与果实品质的关系进行了研究.结果表明,高干开心形树冠大于30%的相对光照强度比例大,各层次分布均匀一致;3种树形小于30%的相对光照占树冠的比例分别为23.33%、25.00%和32.86%.产量分别为30.0t·hm-2、22.5 t·hm-2和25.4 t·hm-2;高干开心形产量比小冠疏层形提高了18%,优质果率显著提高,产量稳定.     

上层骨干枝枝型指数对乔化苹果内膛光照的影响

对７年生乔化苹果内膛光照变化及其影响因素的研究结果表明，内膛光照随距树冠顶点或外围距离的增加而减小，基部与中心干处最低，适当提高上层骨干枝枝型指数，对改善内膛光照具有重要意义。     

棉花光照强度分布规律的初探

本文以提高作物光能利用率为目的,对光在棉花群体中的分布规律作了系统的研究,在研究的基础上提出了发展塑膜覆盖栽培技术,人工控制光能在棉田中分布的设想。     

红富士苹果密闭树改形修剪效应的研究

连续2 a对红富士苹果密闭树改形修剪进行了研究.结果表明,改形修剪能提高树冠中下部的光照强度,促使树冠光照分布均匀;改形修剪树的百叶重比不改形增加了29.0,百叶厚增加了32.9,叶子干鲜比增加了10.5,总叶绿素含量增加了35.2,单果重增加了31.9,着色指数提高了16.6,可溶性固形物含量提高了12.2.     

棉叶光补偿点与棉田最大叶面积系数的初步研究

２ａ的研究表明,棉花叶片的种类,日龄,光补偿点及生衣期群体叶片组成不同,其平均光补偿点也不同。下层叶片获得的有效辐射量与群体上空的有效辐射总量及群体自身的叶面积大小分布密切相关。     

利用LiDAR离散点云估测针叶林叶面积指数

通过对小光斑激光雷达离散点云数据进行处理,提取了6个变量参数分别用于估测针叶林叶面积指数,为了提高模型估测精度及弥补单变量模型的不足,在单变量模型的基础上尝试多变量组合共同用于估测森林叶面积指数,经过对比得出单变量模型中OGF模型最好,拟合相关性R=0.897,预测精度p=0.959;多变量预测模型结果差异不大,拟合相关性均＞0.905,估测精度均＞0.957。同时为了验证模型的推广性,对点云数据进行随机稀释操作获得4种不同密度的点云数据,分别用于验证点云密度对OGF模型及OGF与LPI组合模型的影响,结果表明点云密度对模型结果的影响不大,即使在0.125倍点云密度时模型仍能较好的估测针叶林叶面积指数,满足生产需要。     

林分参数提取及与大气颗粒物分布关系

选取北京市奥林匹克森林公园紧邻五环道路的人工林作为实验样地,利用三维激光扫描系统获取林分的点云数据,分别通过体元模拟法和鱼眼图像的方法精确提取样地内树木的树冠体积和叶面积指数.采集获取样地的大气颗粒物浓度数据以及气象因子等数据,从林分空间结构参数的角度来分析林分空间结构对大气颗粒物的滞留能力.结果表明,对于大粒径颗粒物(2.5~100μm),不同季节时期的林分对其浓度影响为:夏季春季冬季.树冠体积和叶面积指数随季节的变化与大气颗粒物在林分中扩散的浓度变化量存在很大相关性.当树冠体积和叶面积指数变化率大时,林分对大气颗粒物的吸滞量相应增大,反之亦成立.