基于GoogLeNet和无人机图像的水稻秧苗形态识别

【目的】针对目前国内评价插秧质量主要以人工观察和随机抽样的现状,提出一种基于卷积神经网络GoogLeNet对水稻秧苗图像进行形态识别的方法。【方法】首先,利用无人机超低空航拍获取清晰、完整的稻田秧苗图像,通过裁剪标记制作漂秧、伤秧和合格秧苗数据集;然后,基于GoogLeNet结构训练数据,得到最佳网络识别模型;最后,对单穴秧苗图像进行分类试验,并与传统图像分类算法(SVM、BP神经网络)进行对比。【结果】在相同样本的条件下,基于GoogLeNet的秧苗形态识别方法更快、更准确地完成了判断分类,秧苗形态识别的平均正确率为91.17%,平均耗时0.27 s;与SVM和BP神经网络相比,分类平均精度分别提高了21和13个百分点,检测时间分别缩短了1.09和0.58 s。【结论】本研究可为水稻插秧质量评价提供相关支持。     

水氮耦合对沙培黄瓜光合生理特性的影响

本试验以“优胜美”水果黄瓜为试材,设置灌水水平和施氮量两因素,采用二次饱和D-最优设计,共设7个处理,测定分析不同处理沙培黄瓜叶片的净光合速率、叶绿素含量、光响应特征参数、RuBP羧化酶活性等指标,以明确水氮耦合对日光温室沙培黄瓜光合生理特性的影响。结果表明：低施氮量处理黄瓜叶片各项光合生理指标和干物质积累量均较低,胞间CO₂浓度增大;增加灌水水平和施氮量均可提高叶片净光合速率、蒸腾速率,且高水高氮下能获得最高的蒸腾速率,适宜的灌水水平下增施氮肥能获得较大的净光合速率、气孔导度值、瞬时水分利用效率、叶绿素含量和RuBP羧化酶活性。灌水水平为80.20%～100%、施氮量为623～1 250 kg/hm²的各处理可以有效改善叶片光响应特征;灌水水平和施氮量与总干物质积累量之间呈开口向下的抛物线趋势,但灌水水平对总干物质积累量的影响并不显著。通过对沙培黄瓜叶片光合生理指标与干物质积累量的相关性分析可知,进入初瓜期后黄瓜叶片净光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量及光响应特征参数与其干物质积累量有明显的正相关关系。本试验条件下,T4处理为最优水氮耦合方案（...     

盐碱胁迫下外源油菜素内酯与AM真菌对羊草光合特性及抗氧化酶系统的影响

采用盆栽试验,研究施用油菜素内酯、接种AM真菌（Funneliformis mosseae）及其复合使用对盐碱胁迫（150 mmol/L）下羊草生长、光合生理特性及抗氧化系统的影响,以探明两者缓解羊草盐碱胁迫的机制。结果表明,盐碱胁迫下羊草生理生化指标受到显著影响。接种AM真菌、施用油菜素内酯皆可有效提高盐碱胁迫下羊草地上部、根系生物量累积,改善光合色素（叶绿素a、叶绿素b）、光合气体交换参数（Pn、Ci、Gs、Tr）及叶绿素荧光参数（Fv/Fm、ΦPSⅡ、NPQ、qP）指标,激活抗氧化酶（SOD、CAT、APX、GR）,提高抗氧化酶合成基因（Cu/Zn-SOD、CAT和APX）的表达水平,降低丙二醛（MDA）和H₂O₂累积。盐碱胁迫条件下,油菜素内酯与AM真菌结合使用上述效果更佳,其潜在机制可能是,改善AM真菌生长、保护光合色素、维持光合生理、激活抗氧化酶活性以及降低脂质过氧化和ROS累积。     

播期对冬小麦品种加工品质的影响

于2007²009年在洛阳研究了播期对不同生态型和筋力型冬小麦品种加工品质的影响。结果表明:不同生态型小麦品种的弱化度均表现为适播处理显著高于早播和晚播处理;在形成时间、稳定时间和粉质指数方面,半冬性品种均表现为晚播处理显著高于早播和适播处理,弱春性品种均表现为适播处理显著高于早播和晚播处理;不同筋力型品种的形成时间、稳定时间和粉质指数均以晚播处理较高,而中筋品种和弱筋品种的弱化度以适播处理较高;半冬性小麦品种的拉伸阻力、延伸度和拉伸比均以早播处理较高,拉伸面积和最大拉伸阻力均以晚播处理较高;弱春性小麦品种的拉伸面积、拉伸阻力和拉伸比均以晚播处理较高,最大拉伸面积以早播处理较高,而延伸度以适播处理较高;不同筋力型品种的拉伸面积均以晚播处理较高。     

钾镁肥优化施用对烤烟后期光合荧光特性和碳氮代谢酶活性的影响

为研究烤烟生产过程中适宜的钾镁比例,通过开展田间随机区组试验,以农户常规施肥（N∶P₂O₅∶K₂O=1∶0.68∶3,施K₂O量为315 kg/hm²）为对照,研究了优化钾肥处理（N∶P₂O₅∶K₂O=1∶0.68∶2,施K₂O量为210 kg/hm²）,优化钾肥+MgO 19.5 kg/hm²处理,以及优化钾肥+MgO 39.0 kg/hm²处理对烟株成熟期光合特性、荧光特性和碳氮代谢酶活性的影响。结果表明：降低钾镁比例,烤烟各处理叶绿素中Chl含量的增幅分别为2.2%、11.8%、18.3%;Car含量的增幅分别为3.5%、17.5%、19.7%;最大荧光（F_m）的增幅分别为13.3%、18.0%、24.1%;可变荧光（F_v）的增幅分别为17.3%、23.6%、30.9%;F     

基于探地雷达的果树根系检测试验与分析

果树的根系健康与水果品质息息相关,如何检测根系的健康状况一直是果树养护管理领域的难题。探地雷达作为新兴的无损检测技术日益受到学术界和业界的重视。选择江南大学校内果园和江苏省苏州市吴中区东山镇双湾村果园内的枇杷和水蜜桃果树试样,利用探地雷达对试样进行根系检测试验,以评价探地雷达对果树根系检测的可行性。结果表明,通过分别设置900 MHz和400 MHz的天线频率,探地雷达能够获取果树试样的细根和粗根分布图,包括雷达信号波形图、三维总览图和分层密度图,根系图像准确地反映了果树地下根系分布状况,结果有助于果树健康风险评价和养护管理。     

基于Macbm-RCNN的叶片周长和面积测量方法

为进一步提高日常背景下叶片周长面积测量精度和便利性,提出一种新的深度卷积网络模型Macbm RCNN,该模型在经典Mask RCNN模型基础上引入注意力机制。Macbm RCNN能对经过压缩处理过的图片进行准确检测和标注,并最终输出叶片周长和面积。通过最终的试验数据表明,Macbm RCNN网络模型的训练准确率相比于Mask RCNN提高1.65%,在复杂图像处理中,平均训练时间提升0.022 s,平均推理时间提升0.018 s。计算效率高于叶面仪和方格法,计算误差小于1.5%。验证表明,引入注意力机制的Macbm RCNN网络能提高叶片预测的准确率,在复杂情况下处理的速率有明显提升;在叶片周长和面积的计算中误差较小。在实际应用中能有效提高工作效率。     

基于主成分分析的高光效小麦品种筛选

探讨不同小麦品种光合性能,筛选高光效小麦品种,对促进小麦高光效育种研究进程奠定重要基础。选用河南省新中国成立以来28个主推品种,通过测定小麦灌浆期旗叶的叶绿素含量、叶绿素荧光参数等,采用主成分分析法对28个小麦品种的13个光效率相关指标进行研究。结果表明,不同小麦品种间13个光效率指标变异系数为2.33%～26.53%。主成分分析提取的前3个主成分累计贡献率为88.22%,表明能全面反映光效率信息。基于光效率综合得分和小麦产量,筛选出高产高光效品种(百农307、周麦16、洛麦6号、内乡188、豫麦49、郑麦7698和百农207)、低产高光效品种(豫麦10、豫麦21、豫麦25和周麦27)、高产低光效品种(矮抗58、宝丰7228、高优503、温6、西农979、豫麦34、郑麦366、郑麦9023和周麦18)和低产低光效品种(阿勃、阿夫、辉县红、陕农7859、西安8号、豫麦54、豫麦18和豫麦13)。     

广东省含参数分级的阔叶林分生物量生长模型

  目的  建立区域尺度林分生物量生长模型,为预测未来某一时段广东省天然阔叶林生物量和碳储量提供方法学支持。  方法  基于广东省1997—2017年5期森林清查数据,选择栎类、木荷和其他软阔类等6个阔叶树种为优势树种的203个天然林样地,以参数分级反映立地质量差异,以竞争指数表示密度影响,以分步建模（一元非线性回归法）和联合建模（非线性联立方程组法）区别建模方式,采用理论生长方程构建胸径生长模型估计林龄进而构建多种林分生物量生长模型,以决定系数和平均预估误差等4个指标评价模型拟合优度;对拟合优度较高的模型,以2002—2017年4期连清的183块样地为检验样本,用总相对误差来验证其应用效果。  结果  对比模型拟合效果和区域尺度及样地水平上的估计精度,以探究林分密度、不同参数分级、分级方法和建模方法共4项影响因素对生物量生长模型的效果,结果表明:非线性联立方程组法优于分步建模法;与生长速度有关的参数b分级模型优于与生长潜力有关的参数a分级模型;考虑林木竞争和分级方程中加入竞争指数对优化模型性能影响不大。参数b分级、自变量和分级方程皆不含竞争指数的联合模型（模型10）为最优模型,其生物量生长模型确定系数R2为0.970 1;预测4期生物量时,估计效果较好,后期估计误差明显低于前期,如采用模型10预估栎类2002—2017年区域尺度生物量时,4期的估计误差分别为6.22%、15.27%、4.80%、?1.84%。  结论  以Richards理论生长方程为基础构建林分生物量生长模型来估测区域尺度生物量是一种可行的方法,为评估未来某一时段区域尺度森林生态系统的固碳能力提供依据,也为其他区域的林分生物量生长模型研建提供参考。      

基于深度视觉和蚁群避障算法的果园精准喷施路径规划方法

为了实现对Y-shaped果树的精准喷施,本文融合了彩色及深度视觉图像,提出了1种基于蚁群避障算法的果园最优行驶路径的规划方法。首先,对彩色图像进行图像分割处理,划分道路及果树树墙障碍区域,得出喷施设备的可行驶区域,提出了喷施行驶范围检测算法;然后,通过对深度图像和彩色图像融合的处理,将Y-shaped果树树冠边缘轮廓精准拟合形成栅格地图,并与蚁群避障算法相结合,提出了最优行驶路径规划算法。最后,对拟合曲线和Y-shaped果树树冠边缘轮廓进行检验,验证算法的拟合程度。实验结果证明,本文提出的路径规划算法可以准确地检测出果树区域,并实现对行驶路径的精准规划。