空间电场对温室番茄防病促生作用的调查分析

为了解空间电场对温室中番茄促生防病的效果，在番茄温室中采用双排电极线布设方法布置3DFC-450型温室电除雾防病促生系统，在番茄生育期调查空间电场温室与空白对照温室番茄不同园艺性状。调查结果表明，空间电场能够促使番茄植株生长，提高番茄产量13％。     

温室电除雾防病促生系统对4种蔬菜使用效果对比

为了验证空间电场对温室中番茄、黄瓜、茄子和柿子椒种植的防病、促生作用,选取了4个温室大棚,安装了3DFC-450型温室电除雾防病促生设备,进行了实际生产应用对比试验。试验结果表明,该装备对提高作物品质有明显作用,且可以提高作物产量。     

磁化水灌溉对番茄生长及生理特性的影响

通过日光温室试验,研究磁化水灌溉对番茄幼苗期和开花期生长性状与生理特性的影响,为磁化水灌溉在蔬菜生产中的应用提供依据。试验设置2个处理:磁化水灌溉、普通水灌溉（CK）。试验结果表明:与普通水灌溉相比,磁化水灌溉处理的番茄植株株高增长15%、茎粗增长8.2%;磁化水灌溉处理后的幼苗期番茄叶片SOD、POD和CAT活性分别增长22%、44.4%、18.4%,开花期番茄叶片SOD、POD、CAT活性分别增长15.8%、21.5%、48.3%;磁化水灌溉处理后的开花期番茄根系活力增长56%。磁化水灌溉能有效提升番茄生长性能、酶活性和根系活力,可为绿色、无公害蔬菜生产技术的应用提供参考。      

空间电场技术在天津市设施农业中的应用

天津市是我国开展现代物理农业工程技术研究应用较早的城市。介绍了空间电场技术内涵,开展了空间电场技术运用于黄瓜生产和鸡舍试验,对比试验结果表明,空间电场技术可提高蔬菜产量和品质,减少化肥、农药施用量,延长采收期,提高鸡舍产蛋量和鸡舍内空气质量。最后指出了天津市空间电场技术发展的影响因素并提出了发展建议。      

空间电场阴极聚水机理及初步试验研究

为了解决干旱地区缺水问题,采用施加正向空间电场的方法,使悬浮在气体中的雾粒荷电在静电力的作用下定向移动,迅速地积聚到作为阴极的土壤表面,同时也抑制了土壤水分蒸发,从而实现了空间电场的阴极聚水.为此,设计了一种电极电压、异极距和间歇工作节拍可调的空间电场聚水试验系统,研究了空间电场对土壤含水率的影响规律.初步试验结果表明,在气候条件比较干旱的情况下,在正向空间电场中的土壤水分蒸发明显要比在大气电场中的慢,说明了适宜的正向空间电场可以抑制土壤水的蒸发.     

空间电场在日光温室早春茬豇豆生产中的应用

介绍了空间电场的构造、供试豇豆品种的特征特性、播种育苗方法及定植前后的栽培管理措施等,并就空间电场对豇豆产量、单果质量及果形指数等方面的影响进行了记录分析。试验结果表明,豇豆总产量较对照提高24.7%,单果质量增加2.3g,果形指数总体较对照高,安装空间电场可以更好地促进豇豆的生长发育。     

再生水滴灌对番茄光合、产量及品质的影响

针对再生水滴灌的蔬菜增产提质增效问题,设置再生水处理和对照(自来水)的低、中、高三个不同灌溉定额水平(分别为2 290、3 235、4 180 m~3/hm~2)对番茄产量、品质、光合作用及叶绿素的影响进行了对比试验研究。结果表明,再生水处理比对照三个不同灌溉定额水平的番茄产量分别增加6.7%、5.9%、6.7%。再生水处理相较于对照对番茄品质有一定的影响,降低了番茄维生素C含量,增加了总酸、可溶性固形物、番茄红素和可溶性糖的含量。再生水相较于对照对番茄光合及叶绿素有促进作用,其3个灌溉定额水平的净光合速率分别增大2.9%、2.9%和2.2%,蒸腾速率分别增大8.8%、5.5%和7.4%,气孔导度分别增大16.7%、52%和48.5%,胞间二氧化碳浓度分别增大11.4%、9.2%和16.7%,叶绿素分别增大2.5%、3.0%和2.0%。在再生水中水平灌溉定额时,番茄产量、光合作用、叶绿素、番茄红素最高,维生素C、可溶性糖、总酸和可溶性固形物适中,且品质各指标符合《无公害番茄质量标准(DB510422T018-2010)》限值指标。所以再生水中等水平灌溉定额为3 235 m~3/hm~2,相应的灌水定额为135 m~3/hm~2,灌水次数22次,是当地较适宜的滴灌灌溉制度。     

膜下滴灌不同水分处理对温室番茄根系活力和水分利用率的影响

为了研究在不同时期减少灌水量对番茄根系活力和水分利用率的影响,本试验以"番茄1702"为试材,设置了四个处理:分别为全生育期充分灌水至田持的90%(W1)、苗期减少50%灌水量(W2)、苗期开花期连续减少50%灌水量(W3)和全生育期减少50%灌水量(W4),分别测定了番茄全生育期不同深度的土壤含水率、根系活力以及产量。结果表明:处理W2在全生育期含水率占田持的63%～81%,水分供应充足,可满足番茄的需水要求;随着生育期的推进,处理W2能延缓番茄根系的衰老,尤其对下层根系影响较显著,且复水时间越长这种作用越明显;处理W2较W1产量差异不显著,而水分利用率最大,在没有显著减产的同时较处理W1节约了灌水量18%。在不同时期减少灌水量对番茄的土壤含水率、根系活力以及产量均有显著影响,在苗期减少50%灌水量开花坐果期开始复水(W2),可为我国半干旱地区温室番茄种植提供参考。     

盆栽番茄根系三维生长模型构建与实现

为探明负压地下灌溉条件下的盆栽番茄根系分布规律,通过试验测定不同生长时期的盆栽番茄根系三维空间坐标和生长参数.统计分析所测试验数据,明确了番茄各级根长生长函数、分根点分布及其侧生概率和侧生方向.基于番茄根系拓扑结构和实际生长规律,提出利用微分L系统构建番茄根系三维生长模型以描述盆栽番茄根系生长规律及其边界条件.文中以所构建的盆栽番茄根系三维生长模型为算法基础,利用OpenGL技术实现盆栽番茄根系三维生长可视化模拟系统,直观地再现了负压地下灌溉条件下盆栽番茄根系在不同生长时期的空间分布和生长情况.通过与试验数据对比分析,对于幼苗期的盆栽番茄根系分布平均模拟拟合度约为83%,而对于结果期的根系分布平均模拟拟合度约为91%.因此所建模型能够有效模拟盆栽番茄的根系生长情况.基于微分L系统的盆栽番茄根系三维生长模型可以表达不同生长时期番茄根系的形态特征和生长规律,为进一步研究土壤水分与根系生长的互作用奠定基础.     

高压静电场对水培番茄生理指标与产量的影响

为探讨高压静电场对水培番茄生理生化指标与产量的影响规律,阐明影响机理,将番茄幼苗放入平行板电极的2个极板间并施加2.00、2.25、2.50 k V/cm 3种不同强度的高压静电场8 h,然后将电场处理后的幼苗在温室采用无机基质和营养液模式培养,同时对茎粗、鲜质量、叶绿素含量、根系形态特征、生长期、膜透性、离子浓度变化和果实最终产量进行测试分析,结果表明:与不加电场的对照相比,营养液栽培高压静电场处理改变了番茄的生长特性,且强度为2.25 k V/cm的电场对茎粗、鲜质量、叶绿素含量、根系形态的促进效果最优,基质栽培中2.25 k V/cm的电场处理后产量提高了23%。     

苗期供水、施用微量元素对番茄株型及生长的影响

通过苗期供水、控微量元素和供全营养液3种方式,比较其对番茄株型及生长的影响。结果表明:苗期控微量元素和供全营养液番茄座果率分别比苗期供水番茄增加了15.5%和16.7%,果实产量分别增加了67.31%和66.45%。苗期控微量元素和供全营养液对于番茄生长发育影响不显著。     

基于视触觉感知的番茄尺寸和姿态解析方法

针对传统农业机器人抓取过程中视觉识别番茄果实尺寸和姿态存在枝叶遮挡的问题,提出了一种基于视触觉感知的番茄尺寸和姿态解析方法。在果实抓取过程中通过视触觉传感器得到果实外轮廓接触局部点云信息,然后通过相机参数标定以及各手指关节变换矩阵,将不同传感器坐标系下的点云信息变换到同一基坐标系下,进而通过点云改进PCA算法和ICP算法解析抓取果实的尺寸和姿态信息。为了评估所提出解析方法的性能,在实验室环境下进行了番茄尺寸和姿态检测试验。通过游标卡尺测量和深度相机扫描分别获得番茄果实尺寸和姿态的真实值,并与本文方法解析结果进行对比。检测试验结果表明,本文方法获得的番茄横向尺寸和纵向尺寸平均相对误差分别为8.66%和11.08%,番茄果轴与视场投影面的水平夹角和垂直偏转角平均相对误差分别为10.03%和14.02%。本文方法解析的番茄果实尺寸与姿态信息,可应用于番茄果实抓取过程中的姿态调控,从而提高番茄果实抓取采摘的可靠性。     

基于改进型YOLO的复杂环境下番茄果实快速识别方法

为实现温室环境下农业采摘机器人对番茄果实的快速、精确识别,提出了一种改进型多尺度YOLO算法(IMS-YOLO)。对YOLO网络模型进行筛选和改进,设计了一种含有残差模块的darknet-20主干网络,同时融合多尺度检测模块,构建了一种复杂环境下番茄果实快速识别网络模型。该网络模型层数较少,能够提取更多特征信息,且采用多尺度检测结构,同时返回番茄果实的类别和预测框,以此提升番茄果实检测速度和精度。采用自制的番茄数据集对IMS-YOLO模型进行测试,并分别对改进前后网络的检测性能以及主干网络层数对特征提取能力的影响进行了对比试验。试验结果表明,IMS-YOLO模型对番茄图像的检测精度为97. 13%,准确率为96. 36%,召回率为96. 03%,交并比为83. 32%,检测时间为7. 719 ms;对比YOLO v2和YOLO v3等网络模型,IMS-YOLO模型可以同时满足番茄果实检测的精度和速度要求。最后,通过番茄温室大棚采摘试验验证了本文模型的可行性和准确性。     

温室樱桃番茄水分效应及水分生产函数

以温室樱桃番茄为试验材料,通过对全生育期5个土壤水分水平的控制,研究了不同灌水水平对日光温室樱桃番茄产量?品质及水分利用效率的影响。结果表明,樱桃番茄的产量?品质与土壤水分含量密切相关,土壤相对水分含量为50%～60%、60%～70%、80%～90%和90%～100%的产量与70%～80%的相比,分别减少了39.70%、22.53%、3.43%和20.30%。土壤水分适宜(70%～80%)不仅可以提高樱桃番茄的产量,而且可以提高水分利用效率,水分利用效率随灌水量的增加先增加后降低,且在70%～80%水分利用效率最高。     

成熟期水盐胁迫对番茄产量和贮藏期品质的影响

采用盆栽试验,研究了成熟期水盐胁迫对番茄产量和贮藏期品质的影响。结果表明,水分胁迫(60%FC~70%FC,T1)提高了番茄产量,降低了灌水量,且贮藏第10d后可溶性固形物比第1d提高了20%;盐分胁迫(100mmol/L NaCl,T2)产量较CK(常规灌溉)和T1处理分别高出66.67%和25.53%,并有效提升了果实贮藏期品质;T1和T2处理番茄表皮厚度分别比CK大1.61μm和4.63μm,有利于贮藏果实。番茄种植时适当的水分胁迫和盐分胁迫是可行的,且盐分胁迫效果优于水分胁迫。     

基于核相互子空间法的番茄叶部病害快速识别模型

近年来，基于叶片图像的番茄病害识别研究受到广泛关注。本研究利用番茄叶部病害图像中病斑的颜色和纹理的差异，通过提取番茄病害叶片图像的颜色矩（CM）、颜色聚合向量（CCV）和方向梯度直方图（HOG）等颜色纹理特征，引入核相互子空间法（KMSM），建立了番茄叶部病害快速识别模型（CCHKMSM）。该模型首先通过高斯核函数，将从不同类别叶部病害图像数据中抽取的颜色及纹理特征映射到高维空间；然后对映射的高维空间进行主成分分析，建立非线性病害特征空间；最后基于非线性特征空间最小正则角对病害进行识别。本研究分别以公共农业病虫害数据集PlantVillage中的9种番茄病害类和1类健康番茄叶片图像，以及实际场景下采集的3种叶部病虫害图像数据集开展算法验证试验。基于PlantVillage的试验结果表明，当每类样本集数量为350张时，本研究所提出的CCHKMSM模型识别率达到100%，模型训练时间为0.1540 s，平均识别时间为0.013 s；同时，在样本数量150张到1000张的测试区间内，模型平均识别率为99.14%。该识别率高于其他典型的机器学习模型，与基于深度学习的识别方法相当。基于实际复杂场景下采集病害图像集的实验中，通过对原始图像切割分块后，对各病害的平均识别率为96.21%。试验结果表明，本研究提出的CCHKMSM模型识别准确率高且计算量小，其训练时间和测试时间都远低于深度学习等方法。该方法对系统要求低，具有在手持设备、边缘计算终端等低配置感知系统中的应用潜力。     

灌水方式与施钙水平对盆栽番茄产量和品质的影响

分别在喷施氯化钙溶液质量分数为0%、0.3%、0.5%、0.8%、1.0%条件下进行3种不同灌水方式即常规全根灌溉(CI)、分根区固定灌溉(PRD)和分根区交替灌溉(APRI)的盆栽试验,测定番茄产量和品质.结果表明,分根区交替灌溉(APRI)番茄植株长势、果实产量和品质均显著优于分根区固定灌溉(PRD)和常规全根灌溉...     

生物炭对砂壤土节水保肥及番茄产量的影响研究

采用室内盆栽试验定量分析方法,研究了砂壤土中施加不同含量生物炭对土壤节水保肥及提高番茄产量的影响。试验共设5个处理:不添加生物炭(CK),每1 kg干土加生物炭10 g(C10)、20 g(C20)、40 g(C40)和60 g(C60)。结果表明:施加生物炭处理有利于提高土壤肥力,其中较高施用量的处理增幅明显。与CK相比,C60处理的有机质含量增加560%;C60和C40的碱解氮含量分别增加110%和130%,速效磷含量增加410%和290%,速效钾含量增加290%和150%。随着生物炭施用量的增大土壤含水率呈现递增趋势,其中C60较CK提高170%。较高生物炭施用量可以有效增加番茄产量,C60和C40处理分别比CK提高98%和170%,其中C40处理的产量增幅最大。相关分析可知,水、肥因素对番茄产量影响显著,相关性超过80%,通过在砂壤土中施加生物炭可有效提高肥水利用效率,提高番茄产量。     

控水灌溉对口感型番茄产量营养品质及感官评价的影响

为了提高番茄品质和口感,满足消费者的市场需求,采用田间小区试验的方法,对3个口感型番茄品种的产量、营养品质和口感进行测定分析.结果表明:不同控水条件下,不同品种响应不同,控水灌溉对"高糖200"产量降低尤为明显,灌水60％W和40％W时,产量分别降低24.22％、28.07％.控水灌溉对"高糖200"和"Kg1606"的可溶性固形物含量、Vc含量、可溶性糖、糖酸比、感官评价都有所提高,番茄营养品质和口感改善明显.口感型番茄糖酸比与果实感官评价的相关系数达显著水平.综合来看,灌水40％W时,3个品种中"Kg1606"减产15.17％,减产量最少,糖酸比较高,口感评价显著优于其他处理,适合设施节水高品质番茄栽培.     

温室电除雾防病促生机的除雾降湿效果

针对贵州省遵义地区烤烟漂浮育苗设施育苗过程中的高湿、低温和病害多等诸多问题,试验监测空间电场环境中漂浮育苗设施内空气水分含量、相对湿度的变化规律以及与对照的差异,并结合作物生长状况和生理代谢的变化,科学地阐述空间电场环境中空气含水量、相对湿度与设施保温、烟苗生长速度之间的关系。结果表明,温室电除雾防病促生机产生的空间电场具有强烈的除雾、降低空气含水量的作用,其降幅可达40%之多,并显著降低了卷帘通风次数,减小了温差波动幅度,保持了高于对照0.5～2 ℃的温度优势,成苗时间较对照缩短了5 d。