基于卷积神经网络的农作物叶片病害诊断

农作物病害诊断对于及时发现并采取防控措施具有重要意义.本研究针对苹果、玉米、番茄、葡萄等典型农作物的常见叶片病害问题,使用了两种目前使用最广泛的卷积神经网络——VGG 16及Resnet50,对典型农作物叶片病害进行识别.使用AI Challenger比赛的农作物叶片病害数据集图像,并对这些图像进行预处理,构建了47 ...     

基于加权模糊c均值聚类的快速图像自动分割算法

图像分割是指将一幅图像分解为若干互不交迭的区域的集合，是图像处理和计算机视觉的基本问题之一。为了提高图像分割的效率，提出了一种基于2维直方图加权的塔形模糊c均值（FCM）聚类图像快速分割算法。该方法先通过构造合理的2维直方图对噪声进行抑制；然后通过塔形分解来缩减聚类样本集；最后利用加权FCM聚类算法进行分类。仿真结果表明，该方法的效率明显优于标准的FCM算法。此外，为确定分割的最优类别数c，还引入了一种基于该快速算法的聚类有效性评价函数——修正划分模糊度，实现了最佳图像分割类别数c的自动确定。基于人造图像和实际图像的测试实验结果表明该方法是有效的。     

应用细菌磁颗粒real-time RT-PCR检测百合无症病毒

为研究细菌磁颗粒分离提取不同样本材料中的植物病毒RNA的效果,以及结合实时荧光 RT-PCR技术检测LSV的灵敏性,选取感染病毒的西葫芦叶片（CGMMV和SqMV）、大豆种子（BPMV）与百合叶片（LSV和ArMV）3种样本材料,利用细菌磁颗粒分别提取这5种病毒RNA,与Trizol方法提取效果进行比较,同时与Trizol real-time RT-PCR检测LSV的灵敏度进行了比较。结果表明：BMPs方法能够从3种植物样本中提取病毒RNA,其检测LSV的灵敏性与Trizol方法相当。     

基于图像灰度识别的孢子自动计算系统

利用面阵CCD摄像机采集显微镜中孢子的图像,通过灰度直方图确定初始阈值,再用二次定值法确定最终阈值,将灰度图像转换成二值图像。扫描图像,计算并比较孢子区域各像素点的图像距离,确定各个孢子的中心,实现从图像中对孢子自动计数。     

基于CBERS-02B星CCD图像的干旱区林带信息自动提取研究

提出了以CBERS-02B星CCD图像为数据源的林带提取方法。以MSAVI作为特征指数,经过边缘检测,PC波谱融合生成了较为连续完整的林带边缘线。利用灰度共生矩阵的均值去除面状的果园、苗圃和部分芦苇,从而构建了基于中巴影像的干旱区林带信息提取模型。对仍然没有检测出的极少数不清晰边缘进行了膨胀处理,使其与已检测出的边缘相连接,最后对提取结果矢量化。结果表明:整体提取准确度为91.3%,矢量化结果可靠。文中方法较好地解决了不清晰边缘的林带提取,可以用于CBERS-02B星CCD图像林带的自动提取,对其它线状体的提取也具有借鉴意义。     

多效唑提高玉米幼苗抗旱性的生理机制研究

以浚单20号玉米(Zea mays L var Xundan 20)为试材,利用砂培法研究了不同浓度生长延缓剂多效唑pp333对玉米幼苗抗旱性的影响.试验结果表明,提前喷施适宜浓度的pp333,能提高玉米幼苗在干旱条件下的抗旱性.干旱前喷施适宜浓度的pp333,可以减缓干旱胁迫对玉米幼苗叶片和根系膜透性的不良影响;促进玉米幼苗叶片在干旱条件下累积渗透调节物质,从而改善玉米幼苗叶片水分状态;同时降低干旱条件下玉米叶片的蒸腾速率,增加玉米叶片的水分含量;干旱条件下,提前喷施了pp333的玉米幼苗叶片叶绿素含量降低幅度减小,光合速率较高,气孔导度变小.硝酸还原酶活性降幅变小.从外部形态来看,喷施pp333的植株,叶片宽度增加,茎杆增粗,根冠比增加,单株生物量较对照水平为高.本试验结果显示,pp333 能提高玉米幼苗的抗旱性,本试验条件下pp333最适宜的喷施浓度是0.3%.     

黑龙港地区夏玉米生长期综合ET试验研究

为了研究人类活动影响下流域二元水循环中农作物耗水通量特征,在华北平原黑龙港地区夏玉米生长期内,使用FDR与中子仪对土壤表层和剖面含水率分别进行了田间测量,对玉米的不同生长阶段特性、生长期内降雨以及土壤含水率的变化进行了分析.并以此为基础,对玉米苗期,拔节,抽雄,灌浆等各生长阶段利用水量平衡法进行了蒸散发量(ET)计算和...     

陕西省主要作物灰水足迹时空变化特征研究

以陕西省为例,运用灰水足迹理论,对陕西省2000―2018年间主要作物灰水足迹的时空变化趋势和分布状况进行研究分析.结果表明:小麦、玉米、油料作物、大豆、蔬菜、水果多年生产灰水足迹均值分别为0.472、0.231、0.639、0.532、0.087、0.199 m3·kg-1;研究期间作物生产灰水足迹年际变化整体呈下降...     

基于Sentinel-2影像的河套灌区作物种植结构提取

作物识别是提取作物种植结构的基础,利用遥感技术对作物进行监测识别,对优化生产布局、调整农业生产模式有着重要意义。文中选取河套灌区杭锦后旗为研究区域,基于2019年覆盖生长周期的Sentinel-2号卫星影像数据,构建NDVI时间序列数据集,利用Savitzky-Golay(S-G)滤波对NDVI时间序列数据集进行平滑,分析不同作物不同发育期的光谱曲线特征,计算各主要作物识别关键期的光谱阈值,构建基于决策树分层分类的农作物种植面积提取模型,并用验证样本对分类结果进行精度验证。结果表明:利用整个生育期内的NDVI最大合成影像确定植被地表覆盖,NDVI曲线变化区别林地与耕地,逐层提取地物,简便易行;采用S-G滤波重构高质量的NDVI时间序列曲线,研究证明重构后曲线更加平滑符合作物生长趋势;基于Sentinel-2号遥感数据和整个生育期NDVI时序数据,构建分层分类决策树模型,作物分类总体精度达92.1%,Kapppa系数精度达0.857。本研究采用的方法满足遥感观测应用化需求,也为县级区域农作物分类提供重要参考价值。     

玉米‖棉花的作物生理特性及根系特征研究

为探究不同种植模式对作物生理特性及根系形态特征的影响,本试验以玉米‖棉花为研究对象,试验设置3种种植模式处理,分别为单作玉米、单作棉花、玉米‖棉花。通过对作物株高、叶绿素含量、田间温湿度、根系长度变化及产量等的测定,探究不同种植模式下作物的生长状况及土地当量比。结果表明:单作玉米功能叶叶片平均SPAD值高于间作6.78%,间作棉花功能叶叶片平均SPAD值高于单作1.12%。玉米间作株高平均增长率为83%,单作平均增长率为82.9%,表明了玉米间作模式更有利于株高的增长;单、间作玉米田间温度分别为30.9℃、32.47℃;单、间作棉花田间温度分别为31.6℃、32.95℃,间作模式在一定程度影响根系分布,不同土层间作作物根长显著增加4.7%。     

草地贪夜蛾卵块在玉米植株上的空间分布

本研究调查了草地贪夜蛾卵块在田间玉米植株上的空间分布,发现草地贪夜蛾卵块主要分布于植株中部,即玉米小喇叭口期倒3叶与倒4叶、吐丝期倒5叶与倒6叶上卵块最多,在小喇叭口期主要分布在叶正面,吐丝期主要分布于叶背面,距叶尖平均距离分别为23.4 cm和35.2 cm。为玉米上草地贪夜蛾卵的调查和防治提供了参考。     

基于HYDRUS软件的植物混掺土壤水分特征曲线分析

为探求植物混掺对土壤持水性产生的影响,以甘肃景泰地区土壤为试验材料,设置1％玉米芯、1％玉米叶、3％玉米芯、3％玉米叶等不同比例、不同秸秆混掺物4种处理,采用离心机法测定土壤水分特性曲线,同时利用HYDRUS软件进行模拟计算。结果表明,在相同吸力下,相同混掺物处理,混掺比为3％的土壤体积含水率高于混掺比为1％的土壤;相同混掺比处理,混掺玉米叶的土壤体积含水率高于混掺玉米芯的土壤,且混掺处理后土壤体积含水率均高于纯土;不同土壤水分特征曲线的模型拟合分析表明,不同处理的最优拟合模型均为Van Genucht-en模型。研究结果可为探索该地区植物混掺条件下土壤水盐运移规律提供一定参考。     

The overwintering ofExserohilum turcicum in Israel

Exserohilum turcicum (Pass.) Leonard and Suggs, the causal agent of northern leaf blight of corn, overwinters onSorghum halepense L. plants and on corn debris (dead leaves). Spqrulating lesions ofE. turcicum were observed on sorghum plants in the winter (February). Spores from these lesions were pathogenic to susceptible sweet corn plants cv. ‘Jubilee’. Infected sporulating leaves of corn were stored for 1 year at 20°C (40-60% relative humidity), at 5°C (60% relative humidity), or buried 5 cm underground. During the storage period, 32% and 22% of the spores formed chlamydospores, at 20° and 5°C, respectively. Leaves buried 5 cm underground were totally decomposed after 6 months. After 4 months, 25% of the spores in the buried leaves had formed chlamydospores. Spores with chlamydospores were pathogenic to corn plants. The viability of spores without chlamydospores stored at 20°, 5°C or buried underground was 0, 60 and 0%, respectively. In a parallel experiment infected leaves were stored under similar conditions and allowed to sporulate. No sporulation occurred on infected leaves buried in soil. Spores produced on infected leaves stored at 20° and 5°C were highly pathogenic to corn plants. In leaves treated with 0.1N glucose, chlamy dospore formation was significantly inhibited.     

应用免疫胶体金银染色技术定位玉米内生细菌

 本文利用光镜免疫胶体金银染色技术对玉米内生细菌进行了定位研究。用分离、筛选于玉米体内具有生防潜力的优势菌枯草芽孢杆菌B20-006菌株的特异性蛋白,制备兔抗血清作为一抗,二抗为金标记羊抗兔IgG,30%甘油-1%戊二醛固定组织,进行冷冻切片免疫胶体金银染色光镜观察。结果表明:枯草芽孢杆菌液浸根处理后5~7d (三叶期)的组织切片中菌体有大量金银颗粒沉淀,内生细菌在根、茎、叶均有分布,大多寄生在植物组织的细胞间隙,菌量根部大于茎和叶部,根、茎、叶的菌量之比为12:3:1,证明枯草芽孢杆菌B20-006菌株为玉米内生细菌,且可在玉米体内繁殖和传导。     

基于高分遥感影像的亚高寒草甸土壤水分含量反演

通过高分卫星遥感影像计算植被供水指数来反演亚高寒草甸土壤水分含量,结合高分辨率遥感影像(GF-2)和中分辨率的遥感影像(Landsat-7)进行土壤水分反演模型建模验证,揭示高分遥感影像结合植被供水指数法在青藏高原东北缘亚高寒草甸草原上的适用性,同时分析研究区土壤水分分布及其影响因素。基于高分二号（GF-2）、Landsat-7影像数据,以甘南藏族自治州当周草原为研究区,利用植被供水指数（VSWI, vegetation supply water index）构建土壤水分反演模型得到研究区土壤水分含量反演图,通过半方差函数及主成分分析法探索研究区土壤水分空间分布及影响因素。结果表明：研究区土壤水分含量分布状态呈现出一定程度的空间变异,体现在整个研究区内以及各个地块之间,土壤水分含量主要介于0.11%~60.44%之间;土壤水分含量与坡度、海拔、坡向、NDVI、地表温度均呈正相关关系,分布主要受NDVI、坡向、坡度、海拔的影响。综上,利用植被供水指数法结合高分遥感影像监测土壤水分含量是可行的,基于GF-2遥感影像所建立的模型拟合度最优,较Landsat-7遥感影像更具优势。     

我国北方玉米上平脐蠕孢属和弯孢属真菌及其所致叶斑病

平脐蠕孢属(Bipolaris)和弯孢属(Curvularia)真菌可引起多种玉米叶斑病。为了解当前玉米生产上此类病害的发生情况,2014年8-9月对我国玉米主产区北京、河北、河南、黑龙江和吉林5省市玉米上疑似由该两属真菌引起的叶部病斑样品进行了采集,随后进行了真菌的分离和鉴定。共采集样品42份,根据其形状特点归为4类:长条形、椭圆形、小点状和梭形病斑。经组织分离获得平脐蠕孢属和弯孢属真菌28株,基于形态学和rDNA-ITS序列的系统发育分析共鉴定出5个种:玉蜀黍平脐蠕孢(B.maydis)、玉米平脐蠕孢(B.zeae)、玉米生平脐蠕孢(B.zeicola)、新月弯孢(C.lunata)和穂状弯孢(C.spicifera)。从长条形病斑和椭圆形病斑上分离到的主要是B.maydis和B.zeicola,从小点状病斑分离到的主要是C.lunata,其次是B.zeae。分离出C.lunata的样品病斑较为稀疏、颜色略浅、呈苍白色,分离出B.zeae的样品病斑更为密集、颜色较深。从梭型病斑分离到的是C.spicifera。有少数样品可分离到上述两种菌。采用孢子悬浮液喷雾法对温室玉米苗接种,上述5种真菌均可致病。以接种B.maydis发病最快,发病最重;接种B.zeicola、C.lunata或C.spicifera发病较慢,症状明显;接种B.zeae发病最慢,仅引起小点状病斑。研究结果可为玉米叶斑病的正确诊断提供资料和依据。     

半湿润气候区土壤水分对冬小麦叶绿素值的影响

利用天水地区2007～2010年的冬小麦叶绿素含量(SPAD值)和土壤含水量实际观测资料,分析了土壤水分含量和SPAD值在冬小麦生育期内的动态变化过程,研究了冬小麦叶片SPAD值与不同深度土层土壤水分含量的关系,以及SPAD值与冬小麦生长量、产量构成要素和地段实产的关系。结果表明:(1)在冬小麦生育期内土壤含水量呈现减小趋势,叶片SPAD值则经历了一个先升高后降低的过程,浅层土壤含水量更易受降水的影响而升高;(2)土壤水分含量对冬小麦叶片SPAD值的影响主要集中开花期至乳熟期,土壤水分含量高的年份叶片SPAD值较高,反之则较低;(3)中浅层土壤水分含量与10d后冬小麦叶片SPAD值有显著的正相关性;(4)冬小麦叶片SPAD值与部分生长量和产量构成要素存在相关关系,但是与地段实际产量关系较弱。     

旱作雨养土壤水库储水模式对烤烟品质及产量的影响

运用旱作雨养土壤水库储水模式的田间试验方法,研究了其对烤烟农艺性状、物理性状、化学成分以及产量和产值的影响。结果表明,旱作雨养土壤储水模式(T)处理下的烤烟农艺性状综合表现优于一般大田种植模式(CK),烤烟田间长势均匀,茎杆粗壮;烟叶单叶重和叶质重在两处理间达到显著差异,T处理烤烟各部位烟叶单叶重和叶质重均高于CK,中部叶的单叶重和叶质重分别达22.90 g和76.67 g·m~(-2);T处理上部烟叶的填充值和含梗率为3.64 cm~3·g~(-1)和26.29%,显著低于CK处理,而中上部烟叶平衡含水率表现为TCK,且差异显著;T处理能够改善烟叶化学成分,其中能够显著提高不同部位烟叶钾含量和钾氯比,其均值达2.74%、6.89,同时较CK显著降低了总氮、烟碱和氯含量;同时旱作雨养土壤储水模式能够提高烟叶的产量产值,烟叶的产量为2 156.7 kg·hm~(-2),显著高于CK。     

Wheat Leaf Rust Uredospore Production on Adult Plants: Influence of Leaf Nitrogen Content and Septoria tritici Blotch

ABSTRACT Leaf rust uredospore production and lesion size were measured on flag leaves of adult wheat plants in a glasshouse for different lesion densities. We estimated the spore weight produced per square centimeter of infected leaf, per lesion, and per unit of sporulating area. Three levels of fertilization were applied to the plants to obtain different nitrogen content for the inoculated leaves. In a fourth treatment, we evaluated the effect of Septoria tritici blotch on leaf rust uredospore production. The nitrogen and carbon content of the spores was unaffected or marginally affected by lesion density, host leaf nitrogen content, or the presence of Mycosphaerella graminicola on the same leaf. In leaves with a low-nitrogen content, spore production per lesion was reduced, but lesion size was unaffected. A threshold effect of leaf nitrogen content in spore production was however, evident, since production was similar in the medium- and high-fertilizer treatments. In leaves inoculated with M. graminicola and Puccinia triticina, the rust lesions were smaller and produced fewer spores. The relationships among rust lesion density, lesion size, and uredospore production were fitted to a model. We determined that the density effect on spore production resulted mainly from a reduction in lesion size, the spore production per unit of sporulating surface being largely independent of lesion density. These results are consistent with those obtained previously on wheat seedlings. The main difference was that the sporulation period lasted longer in adult leaves.     

Effects of Ascochyta blight (Mycosphaerella pinodes) on the photosynthesizing leaf area and the photosynthetic efficiency of the green leaf area of dried-pea (Pisum sativum)

The effects of Ascochyta blight (caused by Mycosphaerella pinodes ) on the net photosynthetic rate of glasshouse-grown dried pea were studied on foliar discs and whole plants in pots showing different disease intensities, assessed visually using a disease scale (scores 0 to 5) or by an estimation of the fraction of leaf area with necrosis using an image analyser. The photosynthetic rate of foliar discs was measured using a leaf disc electrode; for plants it was assessed by CO₂ exchange rate measurements in a closed chamber. A reduction in the net photosynthetic rate of diseased plants was correlated with an increase in disease score. A 53–56% reduction was found in foliar discs with a mean disease score of 3. On whole plants, mean scores of 3.5 and 4.0 were associated with reductions of 36% and 98% respectively. The disease also induced a decrease in the photosynthetic efficiency of the non-necrotic leaf area. The photosynthetic rate was zero when 30–40% of foliar area was necrotic on foliar discs and on whole plants. A function was derived from the foliar disc data that described the dependence of photosynthetic rate on the fraction of leaf area without necrosis. The model is discussed with reference to data obtained from entire plants and other pathosystems.