基于机器视觉的核桃仁动态分级研究

【目的】基于机器视觉技术研究出一种适合新疆核桃仁动态分级处理的方法。【方法】利用实时采集且已经完成图像预处理的样品核桃图像得到核桃仁特征集合,运用mRMR特征选择算法筛选原始特征集并对特征的重要性进行排列,通过对支持向量机、决策树和朴素贝叶斯三种机器学习算法进行模型训练和测试,得出最佳分级方法,设计核桃仁自动追踪方法和动态分级流程,构建的核桃仁自动分级系统。【结果】在使用特征bin19、K₁和bin15训练朴素贝叶斯分类器时,核桃仁的分级正确率达到最大为97.33%,在动态条件下运用构建的核桃仁自动分级系统对150个核桃仁进行分级测试,正确率为81.33%。【结论】基于机器视觉研究出的核桃仁特征提取与分级方法、核桃仁动态分级处理动作方法,可以有效完成对核桃颜色和完整度的分级。     

黄沙基质水肥一体化对番茄产量与品质的影响

【目的】 验证黄沙基质优势与种植效果,研究物联网水肥一体化技术对温室番茄产量与品质的影响,为西北地区沙漠绿洲农业建设提供技术支持。【方法】 选用世佳1812、1814、1867三个番茄品系F₁代为供试材料,以袋式黄沙基质水肥一体化系统模式对番茄植株进行栽培管理,统计分析温室番茄产量品质参数,利用隶属函数法对3个番茄品系综合性评价。【结果】 3个世佳番茄品系实收产量介于134.0~146.3 t/hm²,均已达到温室番茄高产水平。果实营养品质处于中高等水平,糖酸比均在7.71以上,很适合做水果番茄,经模糊数学算得世佳1812综合品质最高。【结论】 袋式黄沙基质作为番茄种植的替代基质,可降低土壤环境病虫害及次生盐渍化发生的几率,黄沙基质与水肥一体化技术组配合适宜,使番茄产量与品质有保证。     

基于微调卷积神经网络迁移学习模式下被害棉叶图像的识别

【目的】研究一种基于卷积神经网络的危害棉叶症状识别技术,提高棉花病虫害的识别准确率。【方法】基于caffe深度学习框架,在CaffeNet网络结构基础上增加一层全连接层(记为CaffeNet+1),并结合迁移学习方法对网络进行训练。采集健康、红叶茎枯、红蜘蛛、枯萎、黄萎、双斑萤叶甲、蚜虫、褐斑棉叶图像各975张作为样本集。随机选取验本集中80%的图像样本作为训练集,剩余20%作为测试集。【结果】迁移学习方式下学习率取0.005时的CaffeNet+1模型最优,在测试集上其识别准确率可达98.9%。【结论】在与全新学习模式下的CaffeNet模型相比,该方法可加速网络模型收敛,且具有更高的识别准确率,该技术方法在准确识别田间病虫害棉叶后表现症状的图像写出来具体方面具有重要的应用价值。     

激光雷达和摄像机联合标定识别作物

作物识别技术广泛应用于杂草精准对靶施药、果实采摘机器人、植物病虫害识别等方面.从机器视觉和激光探测两方面分析了国内外作物识别的研究现状,机器视觉识别作物主要是利用作物的颜色、纹理、形状、位置特征;激光探测识别作物利用激光的测距信息.分析了国内外融合激光雷达和摄像机信息识别作物的研究现状,总结了激光雷达和摄像机联合标定的方法,并指出其在作物识别中的重要性.     

CRISPR/Cas9技术在园艺作物中的研究进展

【目的】 回顾近年来基因编辑技术在园艺作物中的研究进展,为园艺作物的基础研究与品种培育提供参考。【方法】 从国内外文献资料中收集查阅CRISPR/Cas9技术在园艺作物研究中的研究报道,对其分析汇总。【结果】 传统育种手段难以满足园艺作物对产量和品质日益增长的需求,CRISPR/Cas9技术为其品种改良开辟新的道路,改变园艺作物育种格局,促进其在抵御生物胁迫,响应非生物胁迫,提高果实品质和作物驯化。【结论】 CRISPR/Cas9技术在园艺作物研究中是育种工作不可或缺的关键性技术。     

日光温室冬季加温热负荷的计算和热风炉补温试验验证

【目的】研究日光温室冬季补温热负荷以及相应加温设备配套功率选型的准确性,计算日光温室冬季能耗的热损失,研究温室专用热风炉补温设备与理论计算能耗一致性问题。【方法】分析温室的总体热损失,研究各个围护结构的热工性能,取值计算温室总热损失量,分别计算出温室围护结构热损失、冷风渗透热损失以及温室内地面热损失占温室总散失热量的比例。【结果】温室理论计算单位面积能耗为166 W/(m²·h);单位面积能耗为142 W/(m²·h),二者基本趋于一致。【结论】各个围护结构的热工值取值合理,温室加温设备配套功率选型较为准确。温室加温热负荷计算时,不应考虑白天温室获得的太阳辐射热量,应将温室夜间最低温度时刻和极端灾害气候下温室需要补充满足的热量作为温室的加温热负荷值。     

盐胁迫下盐穗木miR393b与预测靶基因HcTIR1的表达及相关性

【目的】研究盐胁迫下盐穗木生长素通路中miR393b和预测的靶基因TIR1的表达模式和相关性。【方法】采用生物信息学方法预测盐穗木miR393b的靶基因;通过qRT-PCR方法检测盐胁迫下盐穗木miR393b及预测靶基因HcTIR1(transport inhibitor response1)的相对表达模式,并分析其相关性。【结果】miR393b成熟体在不同植物种中高度保守;盐穗木miR393b预测的靶基因为TIR1;盐胁迫处理,盐穗木同化枝中两基因响应高盐胁迫,并具有一定的负相关性。【结论】盐穗木miR393b和预测的靶基因响应高盐胁迫,二者具有一定的负相关。该结果为进一步探讨盐穗木miR393b与预测靶基因TIR1的生物学功能奠定基础。     

优化施用氮肥使用量对拱棚辣椒生长发育及产量的影响

【目的】分析合理使用氮肥,优化氮肥在辣椒种植中的使用量,为高产、经济、环保施肥提供科学依据。【方法】以常规施肥和优化施肥2个处理进行对比,并对优化施肥处理实验进行氮肥添加量梯度分析。其中常规施肥是在生产中习惯采用的施肥技术,优化施肥为当地近期获得的相应作物高产高效或优质高产施肥技术,比较两种技术优化施肥氮元素对辣椒增产效果。【结果】优化施肥区与常规施肥区相比较,优化施肥区辣椒平均产量为3 153.6 kg/667 m²,常规施肥区平均产量2 233.5 kg/667 m²,优化施肥区比常规施肥667 m²增产17.8%。【结论】氮肥在辣椒种植上增产作用,在生产上促进在施用氮肥时要采用科学、合理的施肥方法。     

复合型棉花种衣剂田间防效评价及减施分析

【目的】 筛选防治新疆棉花苗期主要病害和虫害、促进作物出苗和生长等功能的棉花种衣剂。【方法】 制备种衣剂,进行棉种包衣田间试验,评价其田间生物学效应。【结果】 供试的11种种衣剂中,17.2%吡虫啉·萎锈灵·福美双种衣剂表现最佳,对棉花苗期立枯病和红腐病的防效分别为72.28%、74.44%,对蓟马、地老虎防效分别为83.33%、85.00%,处理棉田出苗率、株高、根长、茎粗、单株鲜重、单株干重、产量较对照处理分别提高7.89%、16.04%、11.18%、5.03%、68.44%、124.04%和13.98%。【结论】 17.2%吡虫啉·萎锈灵·福美双种衣剂可用于新疆苗期主要病虫害的防控,较常规药剂喷施显著降低化学农药使用量。     

施药机器人对行施药系统的设计与试验

【目的】设计一种能在作物行间自主导航的施药机器人,实现移动机器人在温室中自动行走并均匀施药。【方法】针对导航路径识别受光线变化影响较大的问题,在Kinect摄像机获取的彩色图像中选取了HIS空间,并对K-means算法的聚类中心和聚类数目的选取进行了优化,随后采用改进的K-means算法对与光照信息无关的H、S分量联合分割,获得完整道路信息,并采用Candy算子检测边缘及改进的Hough变化方法拟合导航路径。采用模糊控制方法通过实时调整转角和转向,对车体行走偏移进行矫正。同时,为满足不同农作物的施药需求,在喷药系统上选用了自整定模糊PID控制算法。【结果】该系统可有效适应不同光照条件,提取作物行中心线平均耗时12.36 ms,导航偏差不超过5 cm,植株叶片正面的上、中、下层覆盖率分别为63.26%、50.89%和75.82%,单位面积(1 cm~2)雾滴数平均为55、42和78个。【结论】本系统可以满足温室移动机器人自主施药防治病虫害的需求。     

拱棚覆网对喀什地区复播甜瓜病毒病的防治效果

【目的】研究拱棚覆网对喀什地区复播甜瓜病毒病的防治效果,以及不同时期揭网对于坐果率、果品质量及商品率的影响,分析引起复播甜瓜病毒病的病原,评价育种材料抗性。【方法】统计不同时期揭去防虫网各小区病毒病病情指数,统计各小区的产量、品质等;利用RT-PCR鉴定复播甜瓜病毒病的感染病原;鉴定育种材料抗病性,为抗病育种打好材料基础。【结果】复播甜瓜揭去防虫网的最佳时间为8月1日前后,在该时间段揭去防虫网,处理小区的病情指数最低为25.79,平均单株结果数为3.1个,商品率为79.3%,果实中心平均含糖量为15.8%;侵染喀什地区复播甜瓜的主要病毒有WMV、CMV和ZYMV,且多为复合侵染,与正播甜瓜病毒病的病原一致;所选材料大多表现为感病,仅K-1表现较好,病情指数为7.22。【结论】小拱棚覆网技术能有效的预防喀什地区复播甜瓜病毒病,并且能保证甜瓜产量及品质;筛选得到一个耐病毒病的材料K-1,可用于抗性材料选育。     

藜芦碱对棉蚜防治效果分析

【目的】 研究植物源农药藜芦碱对棉蚜的防治效果,为施用该农药防治棉蚜提供依据。【方法】 以藜芦碱高、中、低3个剂量作为处理药剂,吡虫啉作为对照药剂,分别在药后1、3、7和14 d调查棉蚜虫口数,分析棉蚜防治效果。【结果】 在药后1、3、7和14 d时,藜芦碱低剂量防效分别为44.05%、73.91%、81.20%和82.24%;藜芦碱中剂量防效分别为56.57%、76.08%、82.01%和82.24%;藜芦碱高剂量防效分别为65.69%、80.02%、85.53%和87.22%;吡虫啉防效分别为60.03%、72.40%、77.05%和76.44%。药后1 d时藜芦碱中等和高等剂量防效和吡虫啉相近,在药后3 、7 和14 d时藜芦碱低、中等和高剂量防效均好于吡虫啉。【结论】 0.5%藜芦碱植物源农药持效期长,对棉蚜有很好的防治效果,使用量　85 g/667m²。     

库尔勒香梨腐烂病发生及防治药剂筛选

【目的】 研究新疆库尔勒香梨腐烂病发生情况,筛选适用于树干淋刷药液技术的腐烂病防治药剂,为香梨腐烂病防治提供理论依据。【方法】 采用五点取样法,调查样地香梨腐烂病发生情况。药剂筛选采用树干淋刷药液方法,定期调查处理病斑复发率,测量病斑愈合宽度和愈合面积,综合评价供试药剂对香梨腐烂病田间防治效果。【结果】 库尔勒香梨腐烂病病株率为48.0%~92.0%,平均病株率为65.20%,平均病斑块为7.05块/株,病斑发生部位主要分布于分枝上。施药90 d所有药剂处理病斑愈合情况良好,在病斑愈合宽度上,10%苯醚甲环唑平均愈合宽度达到11.0 mm,显著高于其他供试药剂;在病斑愈合面积比方面,3%甲基硫菌灵和10%苯醚甲环效果最好,平均愈合面积比分别达到71.2%、63.6%。【结论】 库尔勒香梨腐烂病发生普遍且较重,平均发病率达65.20%;综合药效结果排序,10%苯醚甲环唑在病斑愈合效果表现最好,且适用于树干淋刷药液技术,该药剂在香梨腐烂病防治上使用。     

基于DNA条形码基因快速鉴定帕米尔高原南麓部分地区农田叶蝉

【目的】 研究更加便捷高效的鉴定技术,提高叶蝉鉴定的速率,为帕米尔高原南麓部分地区叶蝉的鉴定及防治提供基础数据。【方法】 利用DNA条形码技术,选择mtDNA COI、Cytb、ITS2基因,运用通用引物PCR扩增并直接测序,借助生物信息学分析软件对比分析目的基因序列的相似性,构建系统进化树,分析遗传进化关系,获取叶蝉DNA条形码。【结果】 获得了19条mtDNACO1、Cytb及ITS2基因序列,COI基因6条、Cytb基因7条、ITS2基因6条,可作为叶蝉的DNA条形码,包括其中1条COI新序列,5条Cytb和6条ITS2序列。【结论】 获得19条叶蝉的DNA条形码,实现了帕米尔高原南麓部分地区农田4种叶蝉的快速准确鉴定。     

中国美利奴羊羊毛弯曲相关microRNA的筛选

【目的】 研究miRNA在不同羊毛弯曲中国美利奴羊皮肤组织中的表达差异及其可能参与的调控通路,筛选出与中国美利奴羊羊毛弯曲相关的miRNA,为进一步探究细毛羊羊毛弯曲性状的调控机理提供理论依据。【方法】 运用高通量测序技术对羊毛弯曲频率有极端差异表型值(大弯曲组与小弯曲组)细毛羊个体皮肤的miRNA组进行测序与比较分析。【结果】 共鉴定出425个miRNAs,其中包括143个已知miRNAs和282个新发现的miRNAs。在大弯曲组与小弯曲组共筛选到8个上调和17个下调的miRNAs。对差异miRNA的预测靶基因进行简单的Gene Ontology与KEGG Pathway富集分析。差异表达的miRNA的靶基因主要参与跨膜信号受体活动、信号转导活动、分子转导活动、膜的组成等过程。15 761个靶基因注释到252个信号通路。【结论】 筛选出了25个与细毛羊羊毛弯曲性状相关的候选miRNAs。     

可食性涂膜在果蔬保鲜中的现状及研究进展

【目的】收集、整理和汇总可食性涂膜在果蔬保鲜中的现状与研究进展,综合分析不同涂膜材料处理后的效果,对采后及贮藏中生理指标进行概述,为可食性涂膜在果蔬中的广泛应用提供参考。【方法】收集、查阅国内外相关研究文献、农业及食品类官网信息和已有的研究成果,对近10余年来的资料进行汇总后对比分析,并进行统计。【结果】果蔬保鲜常用涂膜目前有多糖涂膜(魔芋葡甘聚糖和壳聚糖)、脂质涂膜(蜡质和石蜡)、蛋白质涂膜、复合材料涂膜及其他涂膜材料。果蔬经过涂膜处理后能够增强抗氧化酶活性,提高抗氧化能力,减少活性氧的产生,保持了果实品质和延长了贮藏期。用壳聚糖对南果梨和草莓进行涂膜,可分别延长果实采后贮藏期长达20 和12 d,且保持了较好的感官品质。【结论】多糖类、脂质类涂膜主要应用于易腐烂的水果,如蓝莓、草莓和葡萄,以及哈密瓜等鲜切水果的品质保鲜和延长贮藏期;而蛋白质涂膜主要应用于肉类(猪肉、鱼肉等)用于保持肉类的品质。