基于图像识别的玉米叶部病害诊断研究

【目的】探讨利用图像技术实现玉米叶部病害自动识别的方法。【方法】根据玉米叶部病害特点，综合应用阈值法、区域标记方法与Freeman链码法，对玉米叶部病害图片进行图像分割、统计病斑个数、去除冗余斑点、计算病斑形状特征，最后根据二叉检索法推断病害。【结果】研究提取了五种玉米叶部主要病斑的识别特征，确定了诊断流程，并开发了识别系统。经检验，该系统对玉米叶部的锈病斑、弯孢菌病斑、灰斑、褐斑、小斑等五种主要病害的诊断准确率达80%以上。【结论】研究结果表明，用图像技术进行玉米叶部病害诊断是可行的，本研究开发的诊断系统为玉米病害自动识别与诊断奠定了基础。     

水肥一体化条件下密植高产玉米适宜追氮次数研究

  【目的】  研究水肥一体化条件下密植高产玉米适宜的追氮次数,为密植高产玉米氮肥运筹模式提供理论支撑和实践依据。  【方法】  以玉米品种‘登海618’为试材,种植密度为12万株/hm2。基施氮肥为36 kg/hm2,追施氮肥为324 kg/hm2,并设置5个氮肥追施次数,分别为追施2次(NT2)、追施4次(NT4)、追施6次(NT6)、追施8次(NT8)和追施10次(NT10),通过调查产量、干物质积累量、植株形态、茎秆机械强度、经济效益等,揭示追氮次数对玉米产量形成和抗倒伏能力的调控机制。  【结果】  与NT2相比,NT4、NT6、NT8、NT10处理在2个生长季成熟期的平均叶面积指数分别提高5.5%、11.3%、15.2%、15.1%,吐丝至成熟期的光合势分别提高3.1%、8.6%、10.0%和5.7%,干物质快速积累的持续时间分别延长2、6、8、5天,最大积累速率分别提高4.4%、9.2%、14.8%和7.2%,地上部总干物质积累量分别增加7.5%、18.9%、23.9%、10.8%,产量分别提高6.2%、8.7%、12.3%和7.1%,氮肥偏生产力分别提高5.5%、7.5%、11.8%和7.1%,氮肥农学利用效率分别提高了40.8%、51.5%、82.5%和48.1%,经济效益分别提高10.3%、14.0%、20.1%、10.6%。随氮肥追施次数增加,玉米吐丝前营养器官干物质转运量对籽粒的贡献率呈先降低后升高的趋势,吐丝后干物质积累量对籽粒的贡献率呈先升高后降低的趋势,NT8处理的吐丝前营养器官干物质转运量最低,吐丝后干物质积累量最高。NT6和NT8处理的株高、穗位、茎秆抗折断力、基部节间穿刺强度、压碎强度、弯曲强度较高,NT2和NT10处理较低。  【结论】  合理的氮肥追施次数可以延缓玉米叶片衰老进程,维持吐丝后较高的光合势,延长干物质快速积累的持续期并提高积累速率,增加吐丝后干物质量,同时,提高了茎秆基部节间的机械强度,增强了茎秆抗倒伏能力。氮肥分8次追施处理玉米的产量最高,达到22442 kg/hm2,氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力分别为15.18和62.09 kg/kg,经济效益为2.94万元/hm2。在本研究密植和肥水灌溉条件下,氮肥分8次追施的效果最佳。     

用冠层高光谱反射估测玉米植株色素时的采样点和指标选择

初步分析了11个玉米品种在7个生育期的植株叶绿素含量、类胡萝卜素含量和叶绿素/类胡萝卜素比值在不同层位(上层、中层和下层)的变化特点及其与15个高光谱参量间的关系，结果发现1)玉米叶片叶绿素/类胡萝卜素比值较明显表现出随形态学高度的下降而升高；2)绝大多数的高光谱参量与叶绿素含量(mg·g^-1FW)间达到了显著或极显著相关，但相关性不强(最大r=0.56,n=77)；3)高光谱参量与叶绿素/类胡萝卜素比值间相关性，明显强于与叶绿素含量或类胡萝卜素含量间的相关性(最大r=0.75,n=77),并表现出明显的层间差异，下层明显强于中层和上层。研究表明，在用高光谱反射分析玉米的色素状况时，用叶绿素/类胡萝卜素比值代替叶绿素含量作为色素指标可提高分析精度。     

用反射率、透射率和吸收率分析玉米叶片水分含量时的峰值波长选择

通过测定田间试验条件下11个玉米品种、3个氮肥处理、2个密度处理和4个生育期的100张叶片的反射、透射和吸收光谱(350～2500 nm)，发现玉米叶片在近红外和短波红外的水分吸收区域的反射/透射/吸收的中心峰值波长实际发生在974 nm、1160 nm和1440 nm，在这3个峰值波长，叶片反射率、吸收率与叶片水分含量之间的相关性好于透射率。在这3个峰值波长中，反射率、透射率和吸收率相互之间的关系以1440 nm为最紧密，在此波长光谱与叶片水分含量之间的相关性也相对较强。因此，1440 nm是用叶片反射率和吸收率反演植物的水分状况的最佳峰值波长。     

成都平原免耕及不同麦秸还田量种植水稻的研究

在成都平原麦收后围绕免耕 麦秸覆盖还田栽种水稻的产量效应进行了研究,结果表明,(1)免耕处理较传统耕作水稻显著增产,主要是显著增加了单位面积有效穗数;(2)免耕 麦秸覆盖还田后,水稻产量增加,秸秆还田量与产量的关系符合多项式y=7238.6 0.0117x 2.12×10-5x2-1.49×10-9x3(R=0.988**),理论上还田麦秸以10 089 kg/hm2时水稻产量最高,此后开始下降;(3)与传统耕作比较,在水稻生长期,免耕明显加重了杂草的发生,但通过秸秆覆盖后可减少杂草发生,且表现出随秸秆还田量增加杂草量明显减少的趋势;在水稻收获后的休闲期,免耕表现出有抑制杂草发生的作用,且这种效果随着秸秆还田的增加而增强。     

冠层相对深度指数与玉米不同叶层含水量间的关系研究

研究分析了田间试验条件下11个不同株型品种,在七个生育期中叶片水分含量随着形态学高度层次(上层、中层和下层)的变化情况,发现在大喇叭口出现后,不同株型玉米叶片水分含量均随形态学高度的降低而升高.冠层高光谱参量RDI(Relative Depth Index)与叶片水分含量的关系用对数方程式拟合最佳.基于1 192-1 282nm波段的RDI1192-1282与叶片水分含量的相关性明显强于基于965-1 085nm波段的RDI965-1085.进一步分析表明,RDI与3种株型玉米的下层含水量关系都不强或不存在相关性,而与中层和上层含水量的相关性均达到显著或极显著水平,说明下层叶片对水分吸收区域的冠层光谱的影响较弱.     

东北春玉米区耐老化膜常年覆盖种植模式研究初探

对东北地区春玉米耐老化膜常年覆盖种植及宽窄行留高茬交替休闲种植方式的研究结果表明,与传统种植方式相比,耐老化膜常年覆盖种植方式使生育期提前2～3d;播种出苗阶段及苗期0～20cm土壤平均含水量比均匀垄传统种植方式高1.15个百分点和0.8个百分点;增温效果明显,播种出苗阶段≥10℃积温较均匀垄传统种植方式高34.1℃·d;产量显著提高,较均匀垄传统种植方式高15.56%,达极显著水平。     

提高密度对根冠发育及其产量的影响研究

试验于2009-2010年在吉林省中国农科院公主岭试验站进行。以耐密玉米品种郑单958(ZD)和先玉335(XY)为材料,采用2种密度(52 500株/hm2(LD)和82 500株/hm2(HD))研究了不同处理单株和群体形态和生理指标的变化动态,通过田间根系挖掘的方法研究了根系性状在不同土层的分布状况和根冠比例关系。结果表明,随着密度增高单株性状变劣而群体质量提高,群体的叶面积和干物量显著增加。与低密度相比,高密度下根系分布呈现"横向紧缩、纵向扩展"的趋势。高密度下根长密度(RLD)显著增加,对各土层的水肥资源利用能力增强。根冠比是品种的特征性状,在同一时期不随密度改变而改变,不同品种有其适合的密度,先玉335的耐密性优于郑单958。根据研究结果,将东北春玉米从目前的52 500株/hm2提高到82 500株/hm2是可行的。研究阐明了高密度下高产玉米的生理基础,并对高产玉米栽培具有重要意义。     

基于LANDSAT-5像元尺度的棉田生长密度遥感监测初步研究

 【目的】基于LANDSAT-5像元尺度,分析棉田生长密度监测准确定性的影响因子,并提出改进方法,探索减弱非棉苗背景空间差异的遥感指数,确立棉田生长密度遥感监测的最佳时相,为棉花估产和棉田农作分区管理提供数据支持。【方法】实地调查13块棉田（630 hm2）,获取了棉田生长密度、经纬度以及播种时间、出苗时间所组成的60个样区数据,每样区3个样点;从播种期到盛花期5个时相的遥感影像提取EVI和DEVI,样本等分为建模数据和模型检验数据;采取分播期和不分播期两种方式分别使用EVI和DEVI建立棉田生长密度估算模型,其决定系数经过显著水平检验后,进行模型估算准确性检验,并将优势模型应用于县域范围的棉田生长密度监测。【结果】分析表明,出苗时间,大、小苗对棉田生长密度的监测影响较大,以中期播种数据为例所建立的分播期估算模型检验结果表明,在6月9日和6月25日每公顷棉田生长密度的估算误差分别为2.05×104株/hm2和2.07×104株/hm2,而采用不分播期估算方式时,两个时相模型的绝对估算误差为2.80×104株/hm2和2.53×104株/hm2。在5月24日,DEVI对土壤等背景的空间差异消除作用得到表现,与使用EVI相比,监测时间从6月9日提前到5月24日;兼顾模型监测的准确性和时相因素,棉花现蕾到开花期是棉田生长密度监测的最佳时段;以新疆建设兵团148团为例,使用优选出的6月9日I式估算方法进行示例监测,区域监测结果可以较好表明不同棉田生长密度的分配比例和空间分布特征。【结论】出苗时间和土壤等背景是影响棉田生长密度监测准确性的主要因素,分播期估算能显著提高监测准确性,DEVI遥感参数可以使监测时间提前,从现蕾期到开花期是棉田生长密度估算的最佳时段,优选模型可以在县级区域应用。     

玉米子粒脱水研究与机械粒收对策

我国玉米产区跨度大、生态类型和种植模式多样、品种繁多,多数地区收获时子粒含水率偏高,影响玉米机械粒收质量,是限制我国玉米机械粒收技术推广的关键因素。根据国内外有关玉米子粒脱水过程的研究文献,认为：玉米子粒脱水包括生理脱水和自然脱水两个阶段,各阶段脱水速率的主控影响因素不同,使得区域间、品种间和年际间子粒脱水特征差异显著;当前影响玉米子粒脱水动态的遗传基础及生理生态机制尚不明确,难以对机械粒收技术措施和扶持政策的制定形成支撑。结合玉米生产实际情况,提出了推动我国玉米机械粒收工作发展的建议：加强早熟、子粒脱水快、耐破碎品种的选育;在黄淮海、东北、西北及西南四大玉米产区开展玉米子粒脱水特征及其影响因素的生态联合试验,明确影响区域子粒脱水动态的主控生态因素和生理生态机制,寻找区域机械粒收技术突破口,以协调子粒成熟与降低含水率的关系为核心,充分利用区域热量资源,因地制宜,综合运用粒收品种选育、品种熟期配置、收获期决策、栽培技术配套以及制定扶持政策等手段,推进机械粒收技术快速发展。