基于混合差分AIC算法的植物茎体超声回波位置检测

在植物茎体超声回波检测中,超声一次回波位置的确定是超声检测的基础。因茎体为非均匀、强衰减的介质,超声在其传播过程中形成了复杂的传播路径,这导致超声一次回波位置不易判定。提出了混合差分的最小信息准则(Akaike of information criterion,AIC)算法,可自动有效地获取茎体超声一次回波位置信息。首先,分析该算法的实现过程并通过仿真实验验证了该检测方法的准确性;其次,以茎体木块为检测对象,分析了超声一次回波位置变化与茎体水分变化的关系,发现超声一次回波位置可有效跟踪茎体水分变化。最后,以不同土壤湿度环境下种植的向日葵为检测对象,在09:00—19:00期间完成向日葵茎体超声一次回波位置的动态检测。实验结果表明,向日葵茎体超声一次回波位置的变化与土壤湿度变化呈正相关。不同土壤湿度的向日葵茎体超声检测差异明显:当土壤短时缺水,茎体超声一次回波位置与土壤水分变化波动明显,符合因短时缺水导致的植物抗旱调节活动与正常的水分吸收与蒸腾活动不断转换的生理活动特点;当土壤水分充盈时,茎体超声一次回波位置和土壤水分变化缓和,同时,在11:00—12:00期间,出现土壤水分最小值与超声一次回波位置最大值,符合因蒸腾作用导致茎体水分下降的生理特点。混合差分AIC算法可自动、有效地获取植物茎体的超声一次回波位置,该信息可作为动态跟踪植物茎体生长状态的检测特征。     

基于超声射频的植物茎体水分无损检测方法研究

对植物茎体水分进行实时无损的在线检测成为研究植物水分生理活动的热点之一。本文提出一种基于超声射频回波技术的植物茎体水分实时无损在线检测方法,该系统硬件由超声探头、超声射频发射接收器、数据采集卡和计算机组成;软件由Lab VIEW平台开发完成。通过系统获取有机溶液超声回波速度,仿真植物茎体含水率;以杨树截断样品为对象,分析其茎体吸水过程的含水率变化与超声回波速度变化的相关性,平均决定系数为0.98;以活体立木白玉兰为检测对象,完成其茎体超声波日变化检测,最高超声回波速度出现在14:00,最低值出现在22:00。实验表明超声回波速度与植物生理变化特性相符。同时,本文通过茎体样品及活立木的超声检测,验证了该方法可有效反映植物茎体轴向、径向及不同树种的结构差异,为植物茎体水分的检测提供了一种携带茎体结构特性的检测方法。     

荷兰水仙花粉萌发和花粉贮藏性

研究以Delibes为实验材料,采用TTC法确定了荷兰水仙花粉最佳采集时期,并采用正交试验法对温度、蔗糖、硼酸、CaCl2和聚乙二醇-4000(PEG-4000)等5个因素进行筛选,得到荷兰水仙花粉萌发的最佳培养条件。采用14个品种的荷兰水仙花粉,研究不同贮藏温度和时间对花粉活力的影响。结果表明,最佳花粉采集时期为花药开裂未散粉时,此时花粉活力可以达到83.4%。最佳培养基条件为5%蔗糖、0.01%硼酸、0.05%CaCl2、5%PEG-4000、温度20℃的条件下培养2h,花粉萌发率可以达到85.7%,其中蔗糖是影响花粉萌发的最重要因素。所有供试的荷兰水仙花粉经过15℃贮藏1个月之后完全丧失活力,短期贮藏(1～3个月)可采用4℃进行贮藏,长期贮藏(6～12个月)应采用-18℃进行贮藏;供试的14个品种中,贮藏1年后Spellbinder花粉活力最强,Mondragon和Mount Hood花粉活力最弱。