基于苹果树冠层计盒维数的光照分布预测

果园精细管理中,苹果树冠层结构决定了叶幕期光照分布情况,而叶幕期光照分布又是关系到果实产量和质量的重要因素之一。该文以纺锤体苹果树为研究对象,提出了基于苹果树冠层计盒维数的光照分布预测方法。在冠层尺度内,按照网格法划分休眠期苹果树冠层三维点云数据,通过分析该数据构成的果树冠层空间结构,提出用计盒维数量化果树冠层结构的方法;通过分析休眠期冠层结构特征和叶幕期冠层相对光照分布特点,研究了休眠期苹果树三维冠层网格空间计盒维数与叶幕期冠层光照空间分布之间的关系,预测了叶幕成形期苹果树冠层光照分布。通过连续3 a的数据分析,叶幕期苹果树冠层阳面光照分布平均预测精度为76.11%,阴面平均光照分布预测精度为74.10%,该方法可为苹果树自动化修剪合理性评判提供技术支持。     

温州蜜柑树冠小气候特征及其对果实产量和品质的影响

本文报道了温州蜜柑树冠小气候特征及其对果实的外观特征及化学成分的影响。在温州密柑树冠内,相对光强和叶温,从树冠外围到中心,从树冠顶部到下方逐渐降低,树冠迎风侧的风速大于背风侧。结果量、单果重、果实的外观特征和化学成分均受树冠的方位和部位的强烈影响。     

我国4种主要苹果树形光合能力差异研究

光合作用是影响果树生长发育的重要因素,果实的产量和品质主要取决于树冠内叶片的光合作用分布。本研究主要目的是利用三维树冠光合耦合模型模拟比较我国4种主要苹果树形(小冠疏层形、疏散分层形、纺锤形和开心形)光合能力的三维分布和日变化。试验于2010—2012年在富士苹果(Malus domestica Borkh.cv."Fuji")园进行,通过实测确定三维树冠内叶片和辐射分布,根据不同辐射下叶片最大光合速率经验公式计算叶片净光合速率(Pn)在三维树冠空间内的分布。结果表明,Pn的三维分布和相对辐射相似,在树冠上部变化平缓,在树冠内随辐射的降低而急剧减少;光合总量的分布主要取决于叶面积密度。通过对4种主要苹果树形光合能力分析研究发现,当PAR=1 500μmol.m 2.s 1时,4种树形的Pn分别为:小冠疏层形6.72μmol.m 2.s 1、疏散分层形7.52μmol.m 2.s 1、纺锤形7.24μmol.m 2.s 1、开心形9.88μmol.m 2.s 1。不同树形日光合总量的差异主要与叶面积指数相关;在晴天,单位地面上4种树形的日光合总量分别为:小冠疏层形665.5 mmol.m 2.d 1、疏散分层形791.7 mmol.m 2.d 1、纺锤形752.6 mmol.m 2.d 1、开心形601.1 mmol.m 2.d 1。研究表明,4种苹果树形中开心形树冠Pn高,有利于提高果实品质;而其他3种树形的光合总量大,有利于提高果实产量。     

相对光照度对富士苹果品质的影响

富士苹果树冠不同层次、部位相对光照度和果实品质分析表明，相对光照度从树冠上层到下层、外围到内膛逐渐降低，果实品质差异明显；应用一元二次回归建立相对光照度对富士苹果品质因素影响的回归方程，求解出果实品质指标最大的相对光照度，果实花青素含量对光的要求较高，相对光照度７７．９１％为富士苹果花青素形成的最佳相对光照度，果实可溶性固形物和总糖的最适相对光照度为６０％，其它各品质因素对相对光照度要求较低，但均在５２％以上。     

元帅系苹果品质与树冠内光合有效辐射强度（PAR）的关系

用国产光合有效辐射计对乔化、矮砧、短枝型三类元帅系苹果树冠内PAR强度及分布进行了定位测定,并分析了各测点的果实品质,结果表明:果实着色级数,可溶性固形物含量与PAR强度呈显著正相关;树冠内相对PAR值乔化树>15%-20%,矮砧和短枝型树>10%-15%为生产优质果实的最低限.文中还指出用光合有效辐射计测定的PAR指标研究光与果树果实品质和产量的关系,比用照度计的光强指标更加直观、准确.     

苹果套纸罩对防止果实日灼的效应

试验结果表明，“嘎拉”和“乔纳金”树冠外围果实套纸罩可减弱果实受光强度2／3左右，生长季晴天果实日表面最高温度降低7℃以上，果实日灼率由45％左右降为7％～11％左右。苹果果实日灼易发区在其树冠西南面应适当多留内膛果和半遮荫果，外围裸露果则可套纸罩保护，时间以5月中下旬进行为宜。     

相对光照度对苹果品质的影响

富士苹果树冠不同层次、部位相对光照要实品质分析表明，相对光照度从树冠上层到下层，外围到内膛逐渐降低，果实品质差异明显；应用一元二次回归建立相对光照度对富士苹果品质因素影响的回归方程，坟解出果实品质指标最大的相对光照度，果实花青互含量对光的要求较高，相对光照度７７．９１％为富士苹果花青素形成撮佳相对光照度，果实可溶性固形物和总糖的最适相对光照度为６０％，其它各品质因素对光照度要求较低，但均在５２％以     

晋西黄土区苹果 + 大豆间作系统小气候及其对作物生产力的影响

为了评价果农间作系统的生态效益和经济效益,指导果农间作系统的物种选择和行间配置等农艺措施的生产实践,以晋西黄土区山西省吉县3年生苹果＋大豆间作系统（T1）、5年生苹果＋大豆间作系统（T2）、7年生苹果＋大豆间作系统（T3）和大豆单作系统（CK）为对比试验材料,通过布设根障,在分析苹果＋大豆间作系统小气候各因子特征的基础上,利用灰色关联法,研究不同树龄间作系统的小气候综合效应,并评价小气候对作物生产力的影响.结果表明：1）与大豆单作系统相比,苹果＋大豆间作系统光合有效辐射强度降低了30.3％ ～ 59.0％,气温下降了5.9％～17.9％,表层土壤温度下降了14.6％～42.7％,空气相对湿度增加了7.0％ ～ 17.9％;2）随着树龄的增加,苹果＋大豆间作系统对大豆单作系统的小气候关联系数逐渐降低,其中,小气候各因子中,空气相对湿度和光合有效辐射强度与大豆单作系统的关联度最小;3）各树龄苹果＋大豆间作系统的大豆根茎叶生物量和产量均低于大豆单作系统.树龄越大,苹果＋大豆间作系统的光拦截作用和降温增湿作用越明显,小气候综合效应也越强,但各树龄苹果＋大豆间作系统的小气候均会对间作大豆生产力水平产生负面效应.     

银色地膜覆盖对苹果产量及品质影响的研究

通过对红星苹果单叶的光-光合作用特征的测定和分析,了解了其光合量随光强变化的规律;在调查苹果树冠内辐照度分布规律的基础上,提出了采用银色地膜覆盖增加苹果树冠内辐照度,改善树冠的受光条件,从而增加树冠的光合量,提高苹果的单果重和总产量.此外,还观察到银膜覆盖使果实的品质有较大的改善.     

四种特色品种小苹果采后生理及耐贮性比较

探究四个特色小苹果品种采后生理品质及质地变化规律,为制定特色小苹果最佳贮藏货架期提供科学依据和理论参考。该研究以‘龙丰’‘金红’‘塞外红’‘乙女’4个特色小苹果为试验材料,在常温（20±1）℃条件下放置14 d,测定果实品质指标（硬度、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、乙醇和乙醛含量、乙烯释放量）以及穿刺参数（果肉硬度、果肉做功、破裂力、屈服力）和质地多面分析（Texture Profile Analysis）参数（脆裂性、内聚性、弹性、胶黏性、咀嚼性）等指标的动态变化,并对以上指标进行综合评分。结果表明不同品种小苹果果实的硬度、可滴定酸、维生素C含量随贮藏时间不断下降,可溶性固形物含量变化较小,其中‘龙丰’果实硬度、维生素C含量和可滴定酸含量下降均较低,常温贮藏性能优良;‘塞外红’刚采收时品质高,但在常温贮藏期间,硬度下降最大,品质下降较快,常温贮藏性能较差。‘金红’和‘乙女’硬度、维生素C含量下降也较大,且‘金红’和‘乙女’果实的乙醇、乙醛含量出现峰值,而其他小苹果的乙醇、乙醛含量均大体呈缓慢上升的趋势。不同品种小苹果果实的乙烯释放量呈现先增加后下降的趋势,均出现一个呼吸高峰,‘龙...     

苹果果实中毒死蜱残留的品种间差异及套袋对毒死蜱残留的影响

为探讨苹果果实中毒死蜱残留的品种间差异及套袋对其残留的影响作用,采用气相色谱法（GC-FPD）,研究了不同品种苹果果实中毒死蜱的残留动态以及套袋对苹果果实不同部位中毒死蜱残留的影响。结果表明,毒死蜱在苹果果实中的残留量存在着明显的品种差异,其中红富士属于高农药残留的品种,而嘎拉、红将军和83-1-70-3则属于低农药残留的品种。毒死蜱在苹果果实不同部位中的残留量表现出明显差异,果皮是毒死蜱残留的主要部位,其次是全果,果肉中的残留最少。套袋明显减少了毒死蜱在苹果果实中的残留量,不论处理浓度和取样时间如何,套袋苹果果实中毒死蜱的残留量比不套袋至少减少1/3。     

滴灌施肥对渭北旱塬红富士苹果产量与品质的影响

通过在陕西渭北旱塬红富士苹果园设置不同水、肥管理措施的对比试验,探讨了滴灌施肥与传统施肥对红富士苹果产量、品质及果实养分吸收的影响。试验结果表明,相同施肥水平下,NPK滴灌施肥较NPK传统施肥苹果产量增加了13.0%,果实商品率从80.5%提高至89.8%,果实硬度增加了10.6%,糖酸比提高了7.3%,单果重、果型指数及叶片叶绿素含量也表现出增加趋势。1/2NPK滴灌施肥与NPK传统施肥相比,氮、磷、钾肥料用量减少了50%,但二者产量和品质均没有显著差异。NP+1/2K较NPK处理产量降低了5.9%,果实硬度下降了7.1%。果实养分吸收结果表明,NPK滴灌施肥显著增加了果实对N、P、K的吸收量,较NPK传统施肥分别提高了36.0%、75.3%和44.8%,但PK+1/2N、NK+1/2P及NP+1/2K处理果实N、P、K吸收量却有不同程度的减少。滴灌施肥在提高产量、改善品质及增加果实养分吸收方面效果显著;对于苹果产量的增产效应,氮肥大于磷肥和钾肥,而钾肥对苹果品质有重要影响。     

基于三维点云数据的苹果树冠层几何参数获取

针对果园环境下苹果树冠层参数获取精度较低的问题,提出了基于地面三维激光扫描仪高精度获取苹果树冠层参数的方法.选用Trimble TX8地面三维激光扫描仪作为苹果树冠层三维点云数据采集设备,提出了基于标靶球的KD-trees-ICP算法,用于高精度配准苹果树冠层三维点云数据.研究了平均风速小于4.5 m/s时,距离地面三维激光扫描仪不同远近条件下的标靶球配准残差和拟合误差的变化规律,分析结果表明,标靶球平均配准残差为1.3mm,平均拟合误差为0.95 mm,低于大场景测量配准误差要求(5mm).为了提高有风环境下提取苹果树冠层参数的精度,研究了0.9～4.5 m/s区间平均风速影响下的苹果树冠层枝干、果实、叶片的三维点云质量,建立了风速与叶片侧面厚度的曲线拟合模型,分析结果表明,在果园平均风速小于1.6 m/s时可以从苹果树冠层三维点云数据中提取高精度冠层参数.利用地面激光三维扫描仪获取距离苹果树12 000 mm以内冠层参数,测量精度高于人工测量,相对误差小于4％,为果树高通量信息获取提供了技术支持.     

苹果四臂采摘机器人系统设计与试验

针对鲜食苹果智能化高效采收需要,该研究设计了四臂并行采摘的“采-收-运”一体式机器人系统,以代替人工采收作业。以中国矮砧密植高纺锤果树为对象,根据树冠内果实空间分布特征,提出了四臂并行采摘执行部件的作业方式;建立了基于多任务深度卷积网络的果实可见区域识别模型,实现受遮挡果实离散区域语义分割及其归属关系的端到端判别;在此基础上,根据果实表面局部点云信息对其质心进行空间定位;提出了基于时间最优的四臂协同采摘任务规划方法,以实现机械臂对树冠内不同区域的高效遍历。最后在采摘机器人关键部件集成的基础上,在矮砧密植标准果园进行生产试验。试验结果表明,机器人对树冠内可见果实的识别率为92.94%,被识别果实中定位精度满足机器人采摘操作要求的比例为90.27%;机器人平均采摘效率为7.12 s/果,其中四臂协同采摘效率约为单臂采摘效率的1.96倍;对可见果实采摘成功率为82.00%,对树冠内全部果实的采收率为74.56%,枝叶遮挡干涉是造成采摘失败的主要原因。该研究可为鲜果智能化采摘模式的探索应用提供技术支撑。     

集雨保墒措施对陇东黄土旱塬区红富士苹果产量与品质的影响

以长富2号为指示品种,采用连续多年定位试验,研究了集雨保墒措施对黄土旱塬苹果产量与品质的影响。通过对比分析常规果园管理方式(CK)、黑色宽膜覆盖集雨保墒及黑色宽膜覆盖+集雨立体入渗3个处理的产量与果实品质等性状。结果表明,与常规果园管理方式相比,黑色宽膜覆盖+集雨立体入渗处理平均单果质量增加13.2%,单株产量增产17.2%,果实硬度显著降低4.9%;含水量高3.4百分点,可溶性固形物含量、有机酸含量、可滴定酸含量及总糖含量分别提高7.2%、34.1%、182.1%、28.9%。说明在黄土旱塬苹果园采用黑色宽膜覆盖+集雨立体入渗技术能起到较好的土壤蓄水保墒作用,使果实产量与品质增加明显。     

基于主成分分析的高丛蓝莓品种果实品质综合评价

比较分析不同品种蓝莓果实品质特性,确定代表性品质指标,建立蓝莓品质综合评价体系,为蓝莓品质合理评价和优良蓝莓品种筛选提供理论参考。以26个高丛蓝莓品种果实为材料,测定其11项品质指标（单果质量、果实横径、果实纵径、果形指数、果实硬度、可溶性固形物质量分数可溶性糖质量分数、可滴定酸质量分数、糖酸比、维生素C质量分数、花色苷质量分数）,并采用主成分分析方法进行果实品质综合评价。结果表明：26个蓝莓品种的11项果实品质性状中糖酸比、可滴定酸质量分数、单果质量和花色苷质量分数的变异系数较大,其变异系数分别为33.67%、32.25%、30.84%和28.48%。通过主成分分析确定单果质量、果形指数、可溶性糖质量分数、可滴定酸质量分数、花色苷质量分数和果实硬度可作为评价蓝莓果实品质的代表性指标;建立综合品质评价模型,并依据各品种的综合品质得分进行优良度排序,得分排名前10位的蓝莓品种依次为‘大果蓝金’‘莱格西’‘公爵’‘日出’‘维口’‘蓝片‘早蓝’‘蓝丰’‘爱国者’‘红利’,研究结果为大连地区蓝莓品种合理开发和应用提供了依据。     

春玉米间作旱稻的田间小气候研究

玉米间作旱稻是一种新开发的种植制度,它有可能成为旱粮地区提高粮食产量的一条新途径.本试验就玉米行距大小,品种不同,侧重光、温、水、气等主要小气候要素的测定,研究其不同处理对间作旱稻产量的影响.结果指出:玉米叶片上举型的品种,适合于间作旱稻;玉米行距2.0米左右比较理想,其行间各种小气候要素互相间协调较好,因而有利于玉米、旱稻产量的提高.     

高原地区苹果矮砧集约高效栽培技术分析

苹果矮砧集约高效栽培技术促进了苹果栽培制度的巨大变革,该技术利用矮化砧、短枝型品种及矮化栽培技术,达到了减少投入成本、控制树冠大小、增加苹果产量、实现苹果提早结果、保持园内通风透光条件良好、实现土地高效利用的目的。苹果矮砧集约栽培技术的优点使得该技术在世界上被广泛应用,成为各国普遍采用的苹果栽培技术。基于此,对高原地区苹果矮砧集约高效栽培技术进行分析,以促进我国苹果产业发展。     

NaCl胁迫对不同砧木的嫁接黄瓜产量和品质的影响

为了筛选黄瓜的耐盐砧木,采用营养液栽培,分别以前期试验筛选的耐盐性较强的中国南瓜360-3×112-2杂交种和黑籽南瓜为砧木,以黄瓜品种津春2号为接穗,研究了成株期不同砧木嫁接黄瓜在80mmol.L-1 NaCl胁迫和没有NaCl胁迫下的产量与品质指标。结果表明:没有NaCl胁迫时,以360-3×112-2杂交种为砧木的嫁接黄瓜在产量指标上与以黑籽南瓜为砧木的嫁接黄瓜相当,在果实感官品质和营养品质上则优于以黑籽南瓜为砧木的嫁接黄瓜果实。NaCl胁迫时对嫁接黄瓜的产量和果实品质影响较大,单果重和单株产量降低,果实畸形率升高,风味变差,果实维生素C、游离氨基酸、可溶性糖和果实含水量减少,而纤维素和可滴定酸含量升高,以360-3×112-2杂交种为砧木的嫁接黄瓜受NaCl胁迫影响较以黑籽南瓜为砧木的嫁接黄瓜要小。因此,中国南瓜"360-3×112-2"杂交种具备黄瓜耐盐砧木品种的优良特性,可作为砧木品种在生产上应用。     

不同肥料配比对富士苹果产量及品质的影响

为了探讨不同氮磷钾配合施肥对渭北旱塬富士苹果产量及品质的影响,为富士苹果的优质、高产提供理论依据,本文通过连续5年（2004～2008）氮磷钾不同配比施肥定位试验,研究了不同配比施肥对苹果产量及品质的影响。结果表明:施用化肥能使苹果产量提高12.62%～48.57%;NPK配合施肥处理5年中平均产量为34.8 t/hm2,较对照增加了48.57%;PK,NK和NP处理的苹果平均产量较对照 （CK）分别增加了12.62%,21.50%和21.16%。当地化肥对苹果产量的贡献顺序为:氮肥＞钾肥≥磷肥。NPK配合施肥,苹果商品率不断提高,果径大于75 mm的果实个数所占比例逐年增加,由2004年的53.7%增至2008年的81.2%,增长率达51.2%;苹果的糖酸比由2004年的37.1逐年提高到2008年的39.9,提高了7.5%;Vc含量及硬度同样有逐年递增趋势。PK、NK、NP处理,果径小于75 mm的果实个数所占比例逐年增加,糖酸比及Vc含量逐年降低,尤其是NP处理,糖酸比由2004年的32.7降至2008年的20.8,降低了36.3%。PK、NK、NP处理苹果Vc含量5年降低了15.6%,硬度也随试验时间的推移出现逐年下降趋势。NPK配合施肥提高了苹果产量,促进了苹果品质的改善。