作物病害机器视觉诊断研究进展

 据统计,由病害引起的作物产量损失平均在12%以上,病害不仅直接影响产量,而且也严重降低农产品的品质。通过快速诊断识别作物病害而及时采取防治措施,提高作物病害的诊断水平是保证有效防治病害的重要组成部分。机器视觉技术的发展为作物病害诊断和识别提供了快捷、低廉、无损检测的可能手段。本文综述了面向多种作物病害机器视觉诊断研究的进展,归纳了作物病害机器视觉诊断的识别模式,分析了诊断中存在的问题,提出了相应的解决方法。     

种植密度对东北地区不同年代玉米生产主推品种抗倒伏性能的影响

以6个不同类型玉米品种——白鹤、吉单101、中单2号、掖单13、郑单958和先玉335为材料,比较了不同玉米品种在不同密度下(37500、52500、67500、82500株/hm²)的抗倒性能。结果表明:不同玉米品种间的倒伏率表现出很大差异,近现代品种显著低于早期品种;随着种植密度的增加,所有玉米品种倒伏率和穗高系数逐渐增加,茎秆穿刺强度和压碎强度逐渐降低。但不同品种间抗倒性能指标的差异远大于种植密度的处理。研究显示,虽然种植密度的提高会对抗倒性能有一定的影响,但品种本身的抗倒特性才是提高抗倒伏的关键。     

郑单958在东北春玉米区生态适应性研究

为研究郑单958在东北地区的生态适应性,确定其适宜的种植区域,充分发挥郑单958的生产潜力,本文以当地主栽品种为对照,在北纬40°~48°、≥10℃活动年积温在2 916~4 380℃的东北玉米产区开展了郑单958的多点联网试验。结果表明,在东北春玉米区,吐丝至完熟期热量和降水与纬度呈极显著负相关,郑单958的生育进程和产量因各地光热条件不同而表现出较大差异。其中,从播种到完熟/收获的全生育期天数、千粒重、产量均随纬度先增后减,出苗天数和出苗至吐丝天数随纬度北移而延长,吐丝至成熟天数随纬度升高而缩短。各试验点穗粒数与生态条件无显著关系,千粒重随纬度升高先增后减。郑单958高产主要出现在≥10℃活动年积温在3 450~3 700℃地区,当≥10℃活动年积温约低于3 200℃时,不能正常生理成熟,千粒重明显下降。东北春玉米区气候条件差异显著,气象生态条件对郑单958千粒重的影响显著大于对穗粒数的影响,千粒重不同导致其在各地呈现不同的产量表现。在高纬度的低热量地区,造成郑单958减产的主要因素是吐丝至收获期的热量匮乏,依据郑单958对≥10℃活动年积温的响应制定了安全种植北界线,可为其安全推广提供参考。     

华北平原保护性耕作方式下冬小麦稳产技术研究

在华北地区研究了小麦、玉米一年两熟条件下不同耕作方式、不同品种、不同播量、不同播期对冬小麦产量的影响。结果表明,试验中玉米秸秆粉碎覆盖还田免耕播种小麦较玉米秸秆不还田翻耕、玉米秸秆粉碎还田旋耕播种小麦3年均表现为减产,减产幅度8．3％～25．0％;而通过选择适宜的品种、播期,增加播量,能够在一定程度上减小保护性耕作方式下冬小麦的减产幅度。     

基于穗层反射光谱的小麦籽粒蛋白质含量监测的研究

本试验对近地面高光谱仪监测小麦的不同测定方法进行了探讨，并比较了各方法对籽粒蛋白质含量（GPC）的预测能力。结果表明，穗全氮含量（ETNC）与穗层光谱反射率（Rel）的相关系数普遍高于与冠层光谱反射率（Rc）的相关系数。同时，基于小麦光谱反射率、穗全氮含量、籽粒蛋白质含量三者之间的相关性，选择了包括植被指数在内的20个穗层光谱特征参量，与ETNC进行相关分析，建立了最佳光谱特征参量预测ETNC以及ETNC预测籽粒蛋白质含量（GPC）的统计相关模型。通过2个模型的链接，建立了利用比值植被指数RVI[890,670]预测GPC的回归模型，可以较好地预测小麦籽粒蛋白质含量。在相同条件下，相对于以往基于冠层光谱的方法，基于穗层光谱的RVI[890,670]对GPC的预测表现出较大的优势，决定系数R2由0.662提高到0.865，总均方根差RMSE由0.851降低到0.734。本研究为实现田间条件下小麦氮素及相关品质指标的便携式监测仪的开发研制提供了初步的依据。     

不同基因型玉米硫素吸收利用差异研究Ⅰ.根系吸收动力学参数与品种对硫肥的响应

应用同位素示踪技术,测定了34个不同基因型玉米水培幼苗根系对硫素的吸收动力学参数,大田试验调查了参试基因型在不同硫肥处理后的籽粒产量表现,测定了植株硫素吸收总量.结果发现不同基因型玉米对硫肥的反应存在很大的差异,而苗期根系的硫素吸收动力学参数与该品种施用硫肥后硫素吸收总量和籽粒产量的变化有密切联系,可以作为     

用机器视觉技术获取棉花叶片叶绿素浓度

运用机器视觉技术获取棉花叶片颜色特征，建立棉花叶片叶绿素测定模型。研究表明，（1）RGB颜色系统的B/R、色度坐标b、b/r值及HIS彩色系统中的饱和度S值均与棉叶叶绿素含量显著或极显著相关，可用于测定叶片叶绿素浓度；（2）棉花叶片正、背面RGB、HIS颜色系统的颜色特征值与叶绿素浓度的相关性高度一致，且叶片背面的颜色特征值与叶绿素浓度之间的相关性更高；（3）基于机器视觉技术建立和筛选出了6组棉叶叶绿素含量预测模型，预测误差在7.8%~13.65%之间。为棉花生长的快速监测提供了依据。     

遮阴对不同密度条件下玉米子粒含水率的影响

在大田条件下设置全生育期遮阴试验,通过测定成熟期子粒含水率,分析遮阴对玉米子粒含水率的影响。结果表明,在CK(自然光)、S1(自然光的85%)和S2(自然光的70%)处理下,各品种的子粒含水率表现为郑单958最高、先玉335次之、登海618最低。在S3(自然光的50%)处理下,登海618比先玉335子粒含水率平均高出4.36%。遮阴后玉米子粒含水率呈升高趋势,遮阴程度越大子粒含水率越高,其中,S1、S2和S3处理的子粒含水率分别比CK平均高出2.79%、4.43%和23.83%。遮阴后弱光胁迫导致玉米成熟延迟,与CK相比,S1、S2和S3遮阴处理成熟期平均推迟了4.0、4.0和6.5 d,可能是导致子粒含水率升高的原因。因此,在阴雨寡照频发和种植密度较高的区域或年份,建议选择熟期更早、脱水快的品种以达到机械粒收的子粒水分要求。     

冬小麦不同群体冠层结构的高光谱响应研究

 选择株型差异较大的冬小麦品种，并通过部分品种不同密度试验，分析了冠层结构的两个重要指标叶向值（LOV）与叶面积指数（LAI）与光谱特征参量的关系，同时对20个不同处理进行了聚类分析。结果表明，不同生育阶段株型指标LOV和群体大小指标LAI对光谱的贡献是不同的，前期（以拔节期为主）LOV对光谱的影响要大些，后期主要受LAI的影响；对拔节期包括品种和密度在内的共20个处理进行聚类分析，划分了株型和群体大小的不同组合4个（A-株型直立，群体较小；B-株型直立，群体较大；C-株型披散，群体较小；D-株型披散，群体较大）；拔节期不同类组冠层光谱反射率在400～700 nm范围内反射率由高到低的顺序为A>B>C>D，700～1 150 nm范围内顺序与其相反，并且差异更加显著，此期是利用光谱识别株型的最佳时期；利用近红外波段光谱特征值（拔节期到孕穗期光谱反射率的增量△R890与拔节期反射率R890）做散点图发现，不同类组在散点分布上具有显著差异，通过纵向反射率的差异以及横向两个阶段反射率增量的差异可以对不同群体冠层结构特征进行初步识别。     

氮硫互作对玉米籽粒营养品质的影响

 以对硫肥反应差异较大的两个玉米杂交种鲁玉 16和农大 10 8为试验材料 ,通过不同氮、硫供应水平的池栽试验 ,对玉米籽粒营养品质进行了分析。结果表明 ,施用氮肥和硫肥均可以提高籽粒蛋白质、油分、粗脂肪、可溶性糖、氨基酸以及N、P、K、S和微量元素的含量 ,但是二者的作用和效果不尽相同。另外 ,氮肥提高了玉米籽粒淀粉的含量 ,硫肥则降低淀粉的含量 ,而两种肥料的施用均可提高支链淀粉在总淀粉中的比例。在氮肥供应水平高的条件下 ,硫肥的施用可以明显改善籽粒的营养品质 ,两个杂交种对处理的反应基本一致。