基于激光图像的水果表面农药残留检测试验研究

初步探讨了运用激光图像技术来检测水果表面农药残留的方法。应用自行研制的激光图像采集系统获取水果光谱图像,通过对比研究水果表面不喷洒农药、喷洒农药、喷洒不同浓度农药的水果图像特征分析可知,一般未喷洒农药的水果灰度图像灰度值分布在1~100范围内像素点总数低于喷洒农药后的水果灰度图像;喷洒不同浓度农药水果的图像像素灰度值在1~100范围内像素点个数也有明显的差别;但喷洒农药的浓度与像素值聚集在0~100范围内的像素个数之间规律性不明显,有待进一步研究。试验研究表明,用激光图像技术检测水果表面的是否存在农药残留是可行的。     

基于高光谱图像的西兰花表面多种农药残留检测

针对西兰花农药残留问题,提出一种基于高光谱图像技术的西兰花农药残留定性检测新方法。首先,采集4组(共180颗)分别喷洒了清水和吡虫啉、阿维菌素、丙森锌3种农药的西兰花的高光谱(383.70～1 032.70 nm)图像,根据其图像信息提取感兴趣区域的平均反射光谱值,并采用分段多元散射校正对原始光谱数据进行预处理。为了提高模型效率,减少高光谱数据冗余,分别使用主成分分析和连续投影算法选择特征光谱。最后,使用马氏距离、最小二乘支持向量机、人工神经网络和极限学习机4种分类算法建立基于全波段和特征波段信息的农药残留检测模型。结果表明:基于连续投影算法的极限学习机模型的识别效果最好,训练集和测试集的正确率分别为98.33%和96.67%。说明利用高光谱图像技术鉴别西兰花表面农药残留种类是可行的,为西兰花表面的农药残留无损检测提供了一种新的方法。     

喷雾器安全借用四要点

一、借用前,问明情况借用前,一定要弄清上次所喷洒农药的种类和名称,并仔细检查喷雾器内是否有农药残留液。千万不要借来后就直接使用,以免影响药效或导致药害,造成不必要的损失。二、使用前,彻底清洗一定要先将喷雾器用洗衣粉溶液冲洗干挣,做到万无一失,以免喷雾器上有残留液。特别是喷洒过除草剂的喷雾器,最好不要用来喷洒其他的农药,如果要使用,一定要用洗衣粉、     

基于区域亮度自适应校正算法的脐橙表面缺陷检测

【目的】针对类球型水果表面亮度分布不均现象,传统算法难以有效直接分割水果表面缺陷区域问题,提出一种基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法。【方法】选择区域经济价值较高的纽荷尔脐橙为研究对象,对其采集原始可见光RGB图像。试验中发现R-B融合分量图像灰度呈明显双峰分布,故根据直方图信息利用单阈值法(分割阈值T1=60)去除图像背景,获得R-B目标图像;基于本文提出的一种区域亮度自适应校正算法对脐橙表面缺陷进行检测,首先设定目标图像邻域窗口大小为w×w(邻域窗口大小w=13),通过对其窗口大小内较亮像素点的集合提取脐橙表面亮度信息,然后基于此表面亮度信息对去除背景的R-B目标图像进行均一化校正,经亮度校正后的图像发现其表面缺陷区域与正常组织区域灰度对比度大,宜采用单阈值法(分割阈值T=194)直接对亮度校正后的脐橙图像进行表面缺陷分割提取;最后对表面缺陷分割后的二值化图像进行面积滤波以去除杂散点及噪声。【结果】采用双峰法可在有效去除图像背景的同时完好保留目标脐橙表面信息;基于区域亮度自适应校正算法对溃疡病果、蓟马虫果、介壳虫果、虫伤果、黑星病果、风伤果、炭疽病果、裂伤果等8种常见脐橙表面缺陷果,共计356幅样本图像进行亮度校正,采用单阈值法对亮度校正后的图像进行表面缺陷分割,其分割率高,整体缺陷准确识别率达到了95.8%,平均处理每幅图像耗时0.29 s。与直方图均衡化算法、基于Retinex理论算法以及基于照度-反射理论算法得到的亮度校正图像相比,本文算法亮度校正效果最优且算法简单、缺陷识别率高、计算速度快,其运算速度分别减少了0.27、0.14和1.45 s,缺陷识别率提高了2.6%—8.2%。【结论】基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法有效解决了脐橙类水果表面亮度分布不均导致的表面缺陷难分割问题,为脐橙在线精确分级提供了技术支持,也为其他类球型水果表面缺陷快速检测提供了一种新方法。     

基于区域亮度自适应校正算法的脐橙表面缺陷检测

【目的】针对类球型水果表面亮度分布不均现象,传统算法难以有效直接分割水果表面缺陷区域问题,提出一种基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法。【方法】选择区域经济价值较高的纽荷尔脐橙为研究对象,对其采集原始可见光RGB图像。试验中发现R-B融合分量图像灰度呈明显双峰分布,故根据直方图信息利用单阈值法（分割阈值T₁=60）去除图像背景,获得R-B目标图像;基于本文提出的一种区域亮度自适应校正算法对脐橙表面缺陷进行检测,首先设定目标图像邻域窗口大小为w×w（邻域窗口大小w=13）,通过对其窗口大小内较亮像素点的集合提取脐橙表面亮度信息,然后基于此表面亮度信息对去除背景的R-B目标图像进行均一化校正,经亮度校正后的图像发现其表面缺陷区域与正常组织区域灰度对比度大,宜采用单阈值法（分割阈值T=194）直接对亮度校正后的脐橙图像进行表面缺陷分割提取;最后对表面缺陷分割后的二值化图像进行面积滤波以去除杂散点及噪声。【结果】采用双峰法可在有效去除图像背景的同时完好保留目标脐橙表面信息;基于区域亮度自适应校正算法对溃疡病果、蓟马虫果、介壳虫果、虫伤果、黑星病果、风伤果、炭疽病果、裂伤果等8种常见脐橙表面缺陷果,共计356幅样本图像进行亮度校正,采用单阈值法对亮度校正后的图像进行表面缺陷分割,其分割率高,整体缺陷准确识别率达到了95.8%,平均处理每幅图像耗时0.29 s。与直方图均衡化算法、基于Retinex理论算法以及基于照度-反射理论算法得到的亮度校正图像相比,本文算法亮度校正效果最优且算法简单、缺陷识别率高、计算速度快,其运算速度分别减少了0.27、0.14和1.45 s,缺陷识别率提高了2.6%—8.2%。【结论】基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法有效解决了脐橙类水果表面亮度分布不均导致的表面缺陷难分割问题,为脐橙在线精确分级提供了技术支持,也为其他类球型水果表面缺陷快速检测提供了一种新方法。     

基于形态学的多喷头喷洒参数确定算法

针对精确农业中农药喷洒的问题提出了一种基于形态学的多喷头喷洒参数确定算法。原始田间图像分割后分为植被和背景两部分，再通过不同的结构元素进行膨胀、腐蚀操作修正图像中的植被部分，接着根据处理后图像中的植被部分的面积和位置确定农药喷洒参数。结果表明，对不同的田间图像该算法均能较好的自动确定喷头的个数和每个喷头的喷洒参数。     

基于机器视觉有机磷类农药残留半定量检测研究

本文针对水体环境中有机磷类农药残留污染物现场快速检测的需要,提出基于机器视觉的农药残留半定量检测的方法。该方法与彩色数字图像处理技术相结合,提取出农药残留检测卡的颜色信息RGB值。由于RGB每个通道均有256个亮度等级,故可以组成1 677多万种颜色,克服了灰度图像亮度等级少、图像区分不明显的缺点,从而提高了检测的灵敏性。结果表明,本文提出的方法简单、快速、高效,适用于水体坏境农药残留的快速检测。     

荧光光谱检测脐橙表面敌敌畏残留试验研究

果蔬农药残留严重危害人类健康.实验使用农药为敌敌畏,用自来水分别配制不同浓度的农药溶液.将400个喷施不同浓度农药的脐橙样品风干后采集其荧光光谱,光谱范围是350-1 800 nm,然后用气相色谱法检测脐橙表皮的农药残留量.把采集的光谱数据分成30个光谱区间,通过间隔偏最小二乘法对数据进行分析计算得出5个最佳的特征光谱区间.基于5个特征光谱区间建立农药残留的偏最小二乘法预测模型,其校正组和预测组的相关系数r分别为0.860 7和0.837 5.试验结果表明应用荧光光谱方法检测脐橙表皮敌敌畏农药残留的方法是可行的,而且通过特征光谱区间的选择还能有效地简化模型的复杂程度,为今后农药残留的快速无损检测提供理论基础.     

温室智能装备系列之十三 温室精准点动农药喷洒系统

系统开发背景多年来，温室喷药一直是广大农业工作者关注的对象。如何用药，怎么喷药，成为众多学者研究的重点。以往对农药喷洒的研究多是基于农药喷洒效果的研究，但对于农药的定量喷洒却缺少进一步的研究。随着“环保农业”概念的提出，对农产品农药是否残留，农药是否有效地利用等等都提出了很高的要求。在该方面，国外早就做了研究，     

使用机动喷雾器带来的农药残留问题初探

用不同喷雾器（药械）喷洒化学农药后，青菜上的农药残留情况结果表明，在农药品种和剂量相同的情况下，用东方红－１８型机动喷雾器喷洒，青菜上的农药残留比使用工农－１６型手动喷雾器喷洒时高２．２￣４．５倍。蔬菜接近收获期不宜使用机动喷雾器喷洒化学农药。     

基于荧光高光谱图像的柑桔糖度无损检测

采用632nm的连续波激光作为激发光,应用激光诱导荧光高光谱成像技术对柑桔的糖度值进行无损测量。先将该激光照射到南丰蜜桔和脐橙样品上,后用高光谱图像采集系统收集诱导出的荧光散射图像;接下来对荧光散射图像进行分析,选取100×50像素的荧光区域作为感兴趣区域(ROIs);再提取感兴趣区域在波长700～1000nm的光谱值作为荧光高光谱图像数据;最后用线性回归方法建立荧光高光谱图像数据预测果实糖度值的预测模型。结果表明,该模型预测柑桔糖度值的相关系数分别为南丰蜜桔的R=0.970,脐橙的R=0.960。因此可以看出,应用激光诱导荧光高光谱成像对柑桔糖度值进行无损检测是一种很有效的方法。     

长圆形纽荷尔脐橙变异株植物学特性描述及RAPD分析鉴定

通过6 a鉴选,长圆形纽荷尔脐橙变异株与纽荷尔脐橙相比,植株形态、叶、花、产量和综合品质差异不明显;但果实外观却有明显差异,变异株果实呈长圆形,果形指数比纽荷尔脐橙大,果实颜色较深,为橙红色。通过RAPD分析鉴定,得到变异株和纽荷尔脐橙的遗传距离为0.005 5,差异较小。     

Bellamy和福本脐橙在广西的性状表现及其评价

[目的]研究Bellamy和福本脐橙在广西的性状表现。[方法]研究了Bellamy和福本脐橙在桂林的物候期、植物学特性、结果性能、果实性状、适应性与抗性，并作出了综合评价。[结果]Bellamy和福本脐橙均表现生长快、结果早，较抗旱。其中，Bellamy脐橙树势稍弱，树形开张，树冠扁圆头形，脐黄落果率为19．42％～39．46％，裂果率为3．18％～7．85％，4～5年生株产量为9．00～12．62kg，果实11月中下旬～12月上旬成熟，单果重为149．40～179．25g，固形物含量为10．2％～15．2％，甜酸适中，化渣，表现为早熟、高产、优质、脐黄中等、裂果少；福本脐橙树势稍旺、树形稍开张，脐黄落果率为8．21％～33．88％，裂果率为2．79％～14．7％，4～5年生株产量为7．83～24．63kg，果实11月上中旬～12月上旬成熟，单果重为225．05～286．40g，固形物含量为11．0％～13．4％，甜酸适中，化渣，表现为早熟、高产、优质．脐黄、裂果较少。[结论]2个品种均值得推广。     

斑菲尔晚熟脐橙果实生长发育规律研究

【目的】研究斑菲尔脐橙在桂林市的果实生长发育规律,为制定促进果实膨大技术措施提供理论依据。【方法】2010年1月～2011年12月,在每年开花期观察斑菲尔脐橙初花期、盛花期、谢花期和生理落果期,在第2次生理落果结束后测量果实纵、横径。【结果】斑菲尔脐橙果实生长曲线呈抛物线生长,不同年份其生长曲线存在一定差异,2010年斑菲尔脐橙在9月上旬前果实纵径大于横径,9月上旬后果实横径大于纵径,果实呈近圆形;2011年整个果实生长过程中,果实横径均大于纵径。斑菲尔脐橙果实生长速率从6～12月均呈正增长,但两年的结果差异较大,2010年果径增长有两个高峰,而2011年仅有1个高峰。【结论】斑菲尔脐橙果实生长曲线呈抛物线生长,不同年份其生长曲线存在一定差异。6～7月是斑菲尔脐橙果实迅速膨大期,每年的5～6月应加强肥水管理,以确保果实正常生长发育。     

有机液肥施用对纽荷尔脐橙幼树生长及其养分吸收的影响

【目的】研究动植物源有机液肥单施或与化肥配施对纽荷尔脐橙幼树生长及养分吸收的影响,以期为丘陵山地脐橙园液态有机肥灌溉施用技术标准的研制及其推广应用提供技术支撑。【方法】进行大田试验,以2年生纽荷尔脐橙幼苗为试材,以（100%化肥氮）为对照（CK）,设T1（100%动物源氮）、T2（100%植物源氮）、T3（50%动物源氮+50%化肥氮）和T4（50%植物源氮+50%化肥氮）处理,测定不同处理纽荷尔脐橙树体生长及养分吸收等指标,并进行主成分分析。【结果】与CK相比,动植物源有机液肥单施或与化肥配施（T1~T4处理）整体上均能促进纽荷尔脐橙幼树生物量积累。T4处理纽荷尔脐橙幼树接穗茎、砧木茎、根系干重和整株干重均高于其他处理,其中较CK分别显著增加62.42%、40.14%、42.08%和47.21%（P<0.05,下同）。在对纽荷尔脐橙幼树生长量影响方面,T1~T4处理主要影响幼树基径和春梢叶片叶绿素相对含量（SPAD值）;与CK相比,T1~T4处理均显著促进基径增大,增幅最高可达29.17%（T4处理）;除T2处理外,其他3个处理均显著促进春梢叶片SPAD值增加,其中T4处理作用最明显,增幅为9.19%。除T3处理外,其他3个处理均促进脐橙幼树春梢长和比叶重显著增加,其中T2处理作用最显著,较CK分别增加36.67%和12.10%。此外,T4处理显著促进幼树根总长和根总表面积的增加,但显著降低根平均直径,降幅为18.42%。T1~T4处理均在不同程度上影响脐橙幼树不同器官对氮磷钾元素的吸收。主成分分析结果表明,各施肥处理对脐橙幼树树体生长及其养分吸收综合评价得分排序为T4>T1>T3>T2>CK。【结论】动植物源有机液肥单施或与化肥配施均可促进纽荷尔脐橙幼树干物质量增加和树体生长,以50%植物源有机液肥+50%化肥（T4处理）对脐橙幼树生长及养分吸收效果最佳,可在赣南脐橙幼龄园液态有机肥灌溉施用系统中推广应用。     

脐橙外部品质计算机视觉检测技术初步研究

根据脐橙图像的特点和分级标准，运用计算机视觉和神经网络算法对脐橙进行自动检测与分级。采用中值滤波和线性低通滤波技术对原始脐橙图像进行平滑、去噪，在对脐橙图像像素点颜色信息统计的基础上，通过设置蓝色分量、色调、饱和度的阈值，从图像中快速准确的分割出果实图像；确定果实横径、果形、表面缺陷率、色泽与着色率为脐橙外部品质分级的特征参数；通过BP神经网络建立了特征参数与脐橙等级之间的关系模型，试验结果表明，其预测准确率达到85％。     

脐橙糖度光谱图像检测技术研究

对采集到的不同波长的光谱图像灰度分布进行洛伦茨分布(LD)、高斯分布(GD)、指数分布(ED)函数拟合,通过比较发现洛伦茨分布为最优灰度分布拟合函数.将脐橙的糖度与洛伦茨分布函数拟合所得参数分别进行多元线性回归,建立最佳单波长、最佳双波长组合、最佳三波长组合和最佳四波长组合的校正方程.结果表明:利用光谱图像技术无损检测脐橙糖度是可行性的.     

湿法消解-原子荧光光谱法测定赣南脐橙果皮和果肉中的砷含量

以检测水果中有害元素(以As为例)含量为目的,实验选用赣南脐橙作为样品,采用湿法消解-原子荧光光谱法测定其果皮和果肉中有害元素砷的含量。实验先用湿法消解的方法预处理赣南脐橙的果皮和果肉,制备好样品,再用原子荧光光谱仪测定样品中痕量砷的含量。结果表明,脐橙果皮和果肉中含有微量砷元素,所检测的脐橙中平均含砷量为0.096 mg/kg(果皮)、0.020 mg/kg(果肉),脐橙样品中元素砷主要累积在果皮。     

4个脐橙新品种在广西引种的表现

[目的]评价广西引种的4个脐橙新品种的引种表现。[方法]通过观察4个脐橙新品种在桂林种植于网棚内的物候期、植物学特性、果实性状、适应性与抗性来评价其引种表现。[结果]Neilson树势稍弱,脐黄落果率为33.60%～55.60%,裂果率为7.10%～14.50%,4～5年生株产量为4.52～4.71kg,果实12月上旬至12月下旬、1月上旬成熟,单果重150.30～181.55g,固形物含量为11.60%～15.00%,甜酸可口、肉脆、味浓,优质;Hutton树势稍弱,脐黄落果率为15.70%～53.30%,裂果率为13.30%～33.10%,4～5年生株产量为3.97～4.23kg,果实12月上旬至12月下旬成熟,单果重165.95～191.75g,固形物含量为13.97%～15.00%,甜酸可口、味浓、肉脆、化渣,优质;脐晚树势稍旺,脐黄落果率为59.50%～71.70%,裂果率为0.00%～2.30%,4～5年生株产量为1.68～4.80kg,果实12月上旬至12月中下旬成熟,单果重151.85～240.15g,固形物含量为9.93%～14.90%,甜酸可口、化渣;石棉脐橙树势稍旺,脐黄落果率为32.30%～82.80%,裂果率为3.20%～33.90%,4～5年生株产量为1.94～2.87kg,果实12月上中旬至12月中下旬成熟,单果重152.50～191.30g,固形物含量10.23%～11.00%,味浓、果肉软,品质稍差。[结论]各品种均表现出生长快,结果早、较抗旱、抗病的特点。