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叶片是植物进行光合和蒸腾作用的主要器官,叶片面积大小直接影响植物对光的利用效率。快速准确地测量叶面积能够有效提高植物光合和蒸腾作用研究的效率。测量叶面积的方法有很多种,其中以叶面积仪法最为广泛使用。但是国内现有叶面积仪开发的种类较少,误差比较大,且重复性较差。因此,提出一种基于漫水填充算法的手持式叶面积仪,并通过与传统方法测定不同形状叶面积进行比较。结果表明:该叶面积仪测量误差仅为0.55%,且多次测量变异性较小,最低变异系数仅为0.7%,平均变异系数为1.2%,测量效率高,适合推广使用。 相似文献
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<正> 在作物需水量研究中,需求出叶面积指数,下面介绍一种叶面积指数的测定方法。 植物叶子的形状,千姿百态,没有任何几何法则能够定量的描述它。当前最先进的手段是用扫描法。使用的仪器叫做光电叶面积仪,测定误差在5%左右(其原因是有的叶子不可能充份展平、加之仪器本身的误差所致)。这种仪器也不普及加之基层站、点的电源又没有保证,所以我们试用了叶面积投影称重法。 据多次重复试验证明,此方法简易可靠,误差为±1%。 投影称重法的测定步骤: (一)材料与设备 1mm厚的机用纸垫(烘干)、削尖的硬铅笔、剃须刀片、天秤(感量0.01g)、剪刀、曲线尺、记录纸笔。 相似文献
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滴灌加工番茄叶面积、干物质生产与积累模拟模型 总被引:4,自引:0,他引:4
以生理发育时间为时间尺度,建立了基于生理发育时间(PDT)的加工番茄叶面积指数(LAI)、比叶面积(SLA)模拟模型,并将叶面积指数模型与基于生理生态过程的光合作用和干物质生产模型相结合,构建了滴灌加工番茄干物质生产与积累的模拟模型。结果表明:PDT法对加工番茄叶面积指数(LAI)与1∶1直线间的决定系数R2、根均方差(RMSE)和模型效率指数(ME)分别为0.926 5、12.87%、0.972 4;SLA法模拟叶面积指数的预测结果与1∶1直线间的R2、RMSE和ME分别为0.675 8、42.24%、0.712 4。本模型对加工番茄地上部干物质量的预测结果与1∶1直线间的R2、RMSE和ME分别为0.990 3、11.91%、0.990 1;而SLA法对加工番茄地上部干物质量的预测结果与1∶1直线间的R2、RMSE和ME分别为0.895 6、31.29%、0.750 4。与SLA法相比,PDT法在改善加工番茄叶面积指数预测精度的同时亦提高了干物质量的预测精度。 相似文献
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基于3-D数据的叶片萎蔫形态辨识方法 总被引:2,自引:0,他引:2
以西葫芦为试验对象,采用非接触式激光扫描获取植物叶片3-D形态信息,运用微分几何算法、二维傅里叶谱分析法、垂直投影叶面积法以及标准差法定义了4种植物萎蔫指数(TB_3D、RLWI-2DFT、RTPLA和RSD)用来定量刻画植物萎蔫状态。试验结果表明萎蔫指数能够很好地定量刻画植物萎蔫形态。其中TB_3D与太阳全辐射量、大气温度线性相关,决定系数取值范围分别为[0.710,0.721]和[0.513,0.589]。TB_3D与茎秆直径线性相关,决定系数为0.845。最后通过比较4种萎蔫指数刻画萎蔫状态的相关性,两两间决定系数大于0.736,结果表明4种指数的萎蔫表征效果基本一致。 相似文献
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通过对不同二氧化硫(SO2)残留量测定方法的比较,了解各种方法在淀粉检测应用中的优缺点。使用直接滴定法、盐酸副玫瑰苯胺法、常量蒸馏微量滴定法和酸度法测定了3组淀粉样品中的SO2残留量,比较了4种方法的优缺点。结果表明:直接滴定法和常量蒸馏微量滴定法测定二氧化硫(SO2)残留量比盐酸副玫瑰苯胺法和酸度法的测定结果偏低,且具有显著差异。盐酸副玫瑰苯胺法与酸度法更适于测定淀粉及其衍生物类产品的二氧化硫残留量测定。 相似文献
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基于ARM9的手持式叶面积仪的设计 总被引:1,自引:0,他引:1
为了快速、精确、无损地测量叶面积,设计了一种基于ARM9的便携式叶面积仪。以三星公司的ARM9微处理器S3C2440为硬件核心,以嵌入式Windows CE为操作系统,应用图像处理法,结合大容量的SDRAM及NAND FLASH,CMOS摄像头和带触摸功能的LCD等,设计了叶面积仪的硬件系统和软件系统,并对主要部分进行了详细介绍。该系统实现简单,成本低,具有良好的便携性、准确性和稳定性。 相似文献
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基于地基激光雷达的玉米真实叶面积提取方法研究 总被引:3,自引:0,他引:3
叶面积指数(LAI)是定量描述植物叶片生长状态的重要参数,相较于受叶片聚集情况影响较大的有效LAI,真实LAI更能准确反映作物真实的生长状态。地基激光雷达(TLS)可以快速获取高精度植物的高度、密度、叶倾角、叶面积等作物结构信息,但在叶面积信息获取上主要得到的是有效LAI。借鉴体素化的思想,提出了基于体素内叶片及其投影数学关系的真实叶面积获取方法。该方法充分利用TLS在获取垂直结构信息上的优势,将表征玉米真实生长状态的点云数据作为数据源,利用体素将玉米叶片回波点云分割成一系列叶片单元,基于体素内叶片及其投影数学关系求取叶片单元面积,进而实现玉米真实叶面积的获取。通过利用不同激光雷达扫描仪分别于北京和河北两地获取的不同品种、不同尺度的4个样本点的玉米TLS点云数据进行验证:样本点1、2、3的试验数据为单木尺度,采用不同体素大小计算叶面积。结果表明,该方法计算所得叶面积与实测叶面积具有较高的相关性,决定系数均在0.8以上,方法可信度较高;最优体素大小分别为0.17、0.15、0.15 cm,在相应最优体素大小下,RMSE分别为61.898、44.058、42.844 cm2,植株总叶面积之间的相对误差分别为-2.678%、0.619%、-0.474%,误差较小,精度较高。样本点4的玉米点云数据属于群体尺度,叶面积计算结果与实测叶面积之间的绝对误差为-14.663%,计算结果偏小。由此可知,基于体素内叶片及其投影数学关系的真实叶面积获取方法切实可行,且精度较高。 相似文献
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将计算机信息技术引入农业生产研究是目前农业生产研究的新发展方向,并伴随产生了农业信息化这样的新领域。植物叶片几何形状的识别是农业信息化结合数字图像处理技术的一个方面。为此,通过理论分析和仿真计算对研究植物叶片形状的传统图像边缘检测技术进行了分析比较,并创造性地提出了利用Laplace边缘检测算子来改进植物叶片几何形状的识别与检测系统。Laplace边缘检测算子的二维几何形态的建模具有数据的表达与复制的功能,通过生成的图像处理数据更加准确地识别与检测不同种类植物叶片的形态,为农业生产研究者提供更加有效、更加准确的研究数据。 相似文献
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北京市园林主要灌木单株耗水量比较研究 总被引:5,自引:1,他引:4
采用盆栽法分别对6种北京城市常用园林灌木单株的耗水规律进行研究,并对苗木在不同灌溉量处理下的耗水特性及生长表现进行研究与评价。研究结果表明:在相同自然环境条件下,6种灌木的耗水特性划分为三类:高耗水型、低耗水型、中间型。大叶黄杨(Euonymus japonicus)为高耗水型灌木,金银木(Lonicera maackii)、红瑞木(Swida alba)为低耗水型灌木,小叶黄杨(Buxus microphylla)、冬青卫矛(Euonymus kiautschovicus)、棣堂(Kerria ja-ponica)等3种灌木为耗水量适中的灌木类型;不同灌溉处理对6种灌木植物蒸腾耗水量具有显著的影响(P<0.001),随着水分胁迫的加强,6种灌木的蒸腾耗水量表现出依次减少的趋势;选取植物光合速率与单片叶面积作为衡量植物水分匮缺的两项重要指标,其中植物光合速率与灌溉量成线性相关,灌溉量越高植物光合速率越大;不同灌溉处理下的植株基本表现为灌溉量越多,植株外形越好,其中叶面积与灌溉水平之间表现明显的相关性,是体现植株水分匮缺的一个很好的指标。 相似文献
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基于光谱和形状特征的水稻扫描叶片氮素营养诊断 总被引:7,自引:0,他引:7
使用扫描仪获取水稻叶片图像,综合运用数字图像处理技术、参数优选和分类方法,研究了不同氮素水平水稻叶片的光谱和形状特征,并进行了氮营养的诊断与识别。研究利用面向对象的分类方法提取叶尖部位的黄化面积比例,指数回归分析结果显示此参数与叶片氮含量具有很高的相关性(R2=0.863)。提取整叶和叶尖的颜色参数并分别与叶片氮含量进行指数回归分析,发现叶尖部位的颜色特征能更好地反映叶片的氮素营养状况。采用CfsSubsetEval和Scatter search相结合方法对特征进行约简与优化,根据选择结果结合支持向量机方法进行模式识别。精度检验结果显示该方法对缺氮和正常叶片的正确识别率较高,随氮素水平的升高,正确识别率降低,对过量水平的正确识别率较低,叶面积在缺氮和正常模式下能对识别起到很好的辅助作用。 相似文献
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为系统分析叶面积指数变化特征,构建便于实际应用的作物生长模型,在对现有叶面积指数模型参数变化特征分析的基础上,以相对有效积温为自变量,利用修正Logistic模型分析了冬小麦、夏玉米、水稻3种作物相对叶面积指数的增长特征,并确立了模型参数之间的关系。研究结果表明,参数a、b和c与相对有效积温特征值有关,随着c的增大,a逐渐增大、b逐渐减小,且其增大或减小速率均与相对有效积温有关;参数a、c与b之间也存在一定函数关系。基于参数之间的关系,对相对化修正Logistic模型进行了简化,建立了描述冬小麦、夏玉米和水稻3种作物的叶面积指数增长过程的单参数Logistic模型。利用实测资料对模型进行了评估,结果表明,该模型能够很好地模拟相对叶面积指数的增长变化过程。该简化模型参数少、形式简单、便于分析,因此易于应用,对建立其他作物的单参数相对叶面积指数模型具有一定的参考价值。 相似文献
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在农业灾害研究、农田灌溉估算、作物栽培指导等实际应用中都需要测算叶面积。通过MATLAB程序对数码相机拍摄的毛豆叶片照片进行处理,计算得出叶长、叶宽和叶面积,并分别对叶面积与长乘宽、叶面积与长的平方的关系进行拟合,发现叶面积与长乘宽的拟合方程精度较高。研究了叶片指标的统计分布规律,并采用K-S(Kolmogorov-Smirnov)检验法对可能的分布进行了检验。结果发现对数正态分布和Gamma分布较为符合叶片指标的实际分布。给出了毛豆的叶面积的实际测量方法,并为叶面积的研究和应用提供了理论依据。 相似文献
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氮素对膜下滴灌棉花叶面积指数的影响 总被引:10,自引:0,他引:10
选用北疆2个棉花主栽品种(石杂-2、新陆早-43),通过4个氮(N)素水平的小区试验数据,对全生育期叶面积指数(LAI)和辐热积(TEP)动态变化进行定量分析,并通过归一化处理,利用Curve Expert对其相对叶面积指数(RLAI)和相对辐热积(RTEP)进行动态模拟,得到7个模拟效果较好的模型,其中有理函数模型能够较准确地对棉花LAI的动态变化进行描述,决定系数为0.895。利用5个N素水平的田间试验和3个不同生态点独立的高产田试验对模型进行检验,其置信度为0.169、0.077、0.171,决定系数为0.948、0.964、0.971,一致性系数为0.987、0.991、0.989,相对误差为6.493%、4.371%、7.540%,均方根误差为0.188、0.143、0.227 m2/m2;说明基于RTEP的RLAI动态模型能够准确地反映棉花群体动态变化。不同N素处理下棉花群体LAI特征参数施氮效应的研究结果表明,N施用量对棉花LAI动态具有调控作用,尤其是平均叶面积指数、最大叶面积指数及其二者的比值等重要特征参数对N素反应较为敏感,可作为改善棉花群体叶片光合特性和提高产量的重要指标。 相似文献
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植物功能性状及其叶经济谱对硬化地表的响应 总被引:1,自引:0,他引:1
为探究植物叶功能性状及其叶经济谱对城市硬化地表的响应,以北京市典型绿化树种白蜡(Fraxinus chinensis)、国槐(Sophora japonica)和栾树(Koelreuteria paniculata)为研究对象,选择城市环境中典型的3种地表类型:自然地表(CK)、透水硬化地表(T1)和不透水硬化地表(T2),测定其地表温度、土壤含水率及植物叶功能性状等指标。结果表明,硬化地表极显著地升高了城市地表温度(P 0. 01),且由大到小表现为T1、T2、CK,而极显著地降低了土壤含水率(P 0. 01),由大到小表现为CK、T2、T1;城市生态环境中,硬化地表对国槐和栾树的影响主要源于高温胁迫,而对白蜡的影响主要源于T2的干旱胁迫; 3个树种叶功能性状间表现出相对一致的生态对策,以适应城市环境的变化,叶绿素含量与比叶面积呈显著正相关(P 0. 05),且分别与叶干物质含量、叶组织密度呈极显著负相关(P 0. 01),叶干物质含量与叶组织密度呈极显著正相关(P 0. 01)。全球叶经济谱也存在于城市生态系统中,且总体上向快速投资收益型一端偏移,城市生态环境中植物通过减小气孔密度和比叶面积、缩小气孔面积、增加叶干物质含量和叶组织密度等策略,来适应城市生态系统中的高温、干旱等特殊生境。因此,在城市绿化植物的选择及配置上,建议根据其生态权衡规律,选择耐高温、耐旱的树种,同时通过增加降温、灌溉,减少生长季修枝等措施来降低不利影响。 相似文献