桃蛀螟对青霉菌侵染苹果的产卵选择与行为趋向反应

为探明桃蛀螟Conogethes punctiferalis偏好于在青霉菌Penicillium侵染的苹果上产卵的特点与机理,从苹果、玉米和柑橘上分离、纯化获得15株青霉菌,通过形态学和rDNA-ITS序列分析鉴定后,以健康苹果为对照,测试不同青霉菌菌株侵染的苹果对桃蛀螟产卵选择的影响,并利用四臂嗅觉仪测试桃蛀螟对青霉菌诱导的苹果挥发物的行为趋向反应。结果表明,15株青霉菌分别属于皮落青霉P. crustosum、橘青霉P. citrinum、苏门答腊青霉P. sumatrense和指状青霉P. digitatum的不同株型;桃蛀螟对其中的12株青霉菌侵染的苹果的产卵选择率均极显著高于健康苹果,尤其对皮落青霉CO5菌株、苏门答腊青霉OR3菌株和指状青霉OR5菌株侵染的苹果的产卵选择率最高,分别达到67.73%、61.50%和68.39%;桃蛀螟对感染皮落青霉CO5菌株和指状青霉OR5菌株的苹果挥发物的选择率分别为31.37%和29.19%,均显著高于对感染橘青霉OR1菌株和苏门答腊青霉OR3菌株的苹果挥发物的选择率18.14%和21.31%,且前二者之间、后二者之间均无显著差异。表明青霉菌可通过影响寄主植物挥发物释放,从而影响桃蛀螟对寄主植物的产卵选择和行为趋向反应。     

外源ABA对苹果砧木叶片解剖结构 及内源激素含量的影响

通过光镜和透射电镜分别观察外源脱落酸（ABA）处理下楸子（Malus prunifolia）、平邑甜茶（M. hupehensis）和新疆野苹果（M. sieversii）叶片解剖结构及叶绿体超微结构的变化,利用扫描电镜和酶联免疫法分别研究ABA处理对叶片气孔特征及其内源激素含量的影响。结果表明：与对照相比,ABA处理下楸子、平邑甜茶和新疆野苹果的叶厚分别减少了7.93%、0.25%和0.81%,栅栏组织厚度分别减少了31.43%、8.53%和4.99%（P＜0.05）,海绵组织厚度分别增加了10.34%、6.14%和5.63%（P＜0.05）,叶肉组织结构疏松度（SR）分别增加了19.59%、6.55%和6.50%。ABA处理下楸子和平邑甜茶的栅栏组织/海绵组织厚度比值（P/S）及叶肉组织结构紧密度（CTR）较对照显著减少（P＜0.05）,其中,P/S值分别下降37.86%和13.82%,CTR分别下降25.46%和8.29%,而新疆野苹果的P/S值和CTR下降但不显著。此外,ABA处理下楸子和平邑甜茶的上表皮细胞厚度较对照分别增加了5.82%和6.43%,新疆野苹果的较对照减少了26.23%（P＜0.05）;楸子和新疆野苹果的下表皮细胞厚度较对照增加了12.09%和14.21%（P＜0.05）,平邑甜茶的较对照减少了12.56%。平邑甜茶和新疆野苹果叶片上下角质层厚度较对照显著增加（P＜0.05）,而楸子的变化不显著。在ABA诱导下,3种砧木的气孔密度、气孔大小（长度×宽度）及其开口度和开张比均不同程度地下降,其中,楸子的较对照分别下降了3.62%、7.12%×19.59%、67.60%和86.66%,平邑甜茶的分别下降了3.50%、4.99%×20.65%、32.42%和58.24%,新疆野苹果的分别下降了8.54%、0.92%×12.06%、20.37%和16.35%。ABA处理下3种砧木叶片细胞中叶绿体的数量变少,类囊体结构排列疏松,叶绿体上的淀粉粒趋于变小。外施ABA使3种砧木叶片内源ABA和玉米素核苷（ZR）的含量极显著增加（P＜0.01）,其中楸子ABA和ZR含量比对照分别增加30.83%和13.31%,平邑甜茶的分别增加62.40%和45.28%,而新疆野苹果的分别增加了37.07%和17.06%。楸子和新疆野苹果叶片的吲哚乙酸（IAA）和赤霉素（GA）含量无显著变化,而平邑甜茶叶片的IAA及GA含量比对照分别增加了62.62%和20.62%（P＜0.01）。总之,在ABA处理下,3种苹果砧木的叶片组织解剖结构和气孔特征都发生旱生性结构变化,叶肉细胞中淀粉粒趋于变小,叶片内源ABA和ZR水平增加显著,而IAA和GA水平变化因基因型不同而存在差异。     

苹果细胞分裂素氧化酶基因MdCKX7.2的克隆及抗性鉴定

采用同源克隆和PCR技术从‘嘎拉’苹果(Malus×domestica Borkh.)中克隆细胞分裂素氧化酶基因MdCKX7.2(基因序列号:MDP0000279125)。该基因含有1 542 bp的完整开放阅读框,编码513个氨基酸。利用Plant CARE数据库对MdCKX7.2启动子顺式作用元件进行预测分析,发现MdCKX7.2启动子序列中存在光、干旱、脱落酸、水杨酸、茉莉酸甲酯等响应元件。基因表达分析发现,‘嘎拉’幼苗中MdCKX7.2的表达明显受干旱和ABA的诱导。通过农杆菌介导的遗传转化获得MdCKX7.2转基因拟南芥植株。抗性试验表明,异位表达MdCKX7.2基因明显提高了拟南芥对干旱胁迫的抗性。拟南芥种子萌发试验表明,在拟南芥中异位表达MdCKX7.2提高了植株对ABA的敏感性,种子萌发率和幼苗鲜质量明显下降,与种子萌发相关基因的表达量明显上调。以上试验结果表明,MdCKX7.2在植物非生物胁迫响应中发挥重要作用。     

紫花苜蓿不同种植布局对苹果害虫及其天敌的影响

为探究紫花苜蓿不同种植布局对苹果园害虫及天敌的影响,在山东省沂水市苹果园设置了紫花苜蓿逐行、隔1行和隔2行种植的布局方式,以自然生草区为对照,系统调查了4种生草方式苹果园果树上和生草上害虫及天敌的发生动态。结果表明:害虫的调查总量,紫花苜蓿逐行种植区最少,比隔1行种植区少20.29%,比隔2行种植区少48.53%,比自然生草区少49.91%;苹果树上天敌的调查总量,紫花苜蓿隔1行种植区最多,是逐行种植区的1.13倍、隔2行种植区的1.29倍、自然生草区的1.78倍;生草上天敌的调查总量,紫花苜蓿逐行种植区最多,是隔1行种植区的1.05倍、隔2行种植区的1.19倍、自然生草区的1.66倍;益害比方面,紫花苜蓿逐行种植区和隔1行种植区的益害比明显高于其他生草区。综合防治效果和种植成本,紫花苜蓿隔1行种植的布局方式更合理。     

生物菌肥和钾肥配施对苹果钾素吸收及果实品质的影响

为了研究生物菌肥和钾肥对苹果果实品质及生长发育的协同作用,以7 a生'瓦里短枝'(Vallee spur Del)为研究对象,设置T1(K2O 420 kg·hm-2)、T2(生物菌肥2520 kg·hm-2)、T3(生物菌肥2520 kg·hm-2+K2O 294 kg·hm-2)、T4(生物菌肥2520 kg·hm...     

基于改进YOLOv7的苹果生长状态及姿态识别

针对目前苹果在复杂环境下难以进行生长状态分类识别、姿态信息同步获取等问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv7的苹果生长状态分类和果实姿态融合识别方法。首先改进多尺度特征融合网络,在骨干网络中增加160×160的特征尺度层,用于增强模型对微小局部特征的识别敏感度;其次引入注意力机制CBAM(convolutional block attention module),改善网络对输入图片的感兴趣目标区域的关注度;最后采用Soft-NMS算法,能够有效避免高密度重叠目标被一次抑制从而发生漏检现象。此外,结合UNet分割网络和最小外接圆及矩形特征获取未遮挡苹果姿态。试验结果表明,改进YOLOv7的识别精确率、召回率和平均识别精度分别为86.9%、80.5%和87.1%,相比原始YOLOv7模型分别提高了4.2、2.2和3.7个百分点,另外苹果姿态检测方法的准确率为94%。该文模型能够实现苹果生长状态分类及果实姿态识别,可为末端执行器提供了抓取方向,以期为苹果无损高效的采摘奠定基础。     

国红苹果园土壤中微量元素的周年变化规律及相关性分析

为探明幼龄和成龄国红苹果园不同土层土壤中微量元素的动态变化规律,在河北省农林科学院石家庄果树研究所苹果标本实验园内,分别采集了幼龄和成龄国红苹果园0～20,20～40,40～60 cm土层的土壤样品,通过VISTA-MPX等离子光谱仪对国红苹果土壤中5种微量元素进行了含量测定,采用SPSS软件进行多元统计分析和相关性分析。结果表明,整个生长周期内幼龄和成龄国红苹果园土壤硼元素含量均呈波动性起伏变化的动态规律,而铁、锌元素则无明显变化。典型性相关分析表明,0～20 cm土层锰元素之间、锌元素之间均呈显著正相关,20～40 cm土层锌元素之间、硼元素之间呈显著正相关,40～60 cm土层幼龄和成龄各元素之间无相关性。可为指导果园优质栽培和研究不同栽培措施对改善优化国红苹果园土壤中微量元素含量提供科学的理论依据。     

基于视差图像的重叠果实图像分割算法

为解决自动采摘视觉系统中重叠果实的分割问题,提出了基于视差图像的果实分割算法。采用双目立体视觉系统获取图像对,对图像对进行预处理和校正,通过图像对的立体匹配来获取视差图像,最后对视差图像进行分割。该算法将分割的依据和信息从二维图像的颜色、形状、纹理等扩展到三维空间的深度,对空间距离不同的目标具有较好的分割效果。实验表明,对获取的视差图像进行基于区域的分割时,其区域间灰度对比度为0.98,目标计数一致性达到0.90;进行基于边缘的分割时,其边缘检测误差为5.74%,因此,该方法对重叠果实区域的分割是有效的。     

基于高光谱图像技术预测苹果大小

以新疆红富士苹果为研究对象,探讨应用高光谱图像技术和最小外接矩形法预测其大小的研究方法。提取苹果高光谱图像中可见红色区域受色度影响较小的713nm以及近红外区域793和852nm的3个波长图像,做双波段比运算处理。比较所得双波段比图像可知,852/713双波段比图像中背景和前景灰度对比度最大。对该图像做阈值分割以及形态闭运算去除果梗区域,使用8邻接边界跟踪法得到二值图像的轮廓坐标序列,采用最小外接矩形法求苹果的大小,与实测值建立回归方程。结果表明,基于高光谱图像技术采用波段比算法,结合最小外接矩形法,能够有效地检测苹果大小,预测值与实际值最大绝对误差为3.06mm,均方根误差为1.21mm。     

苹果病害智能诊断方法研究与设计

针对传统苹果专家病害诊断系统自学习能力差、准确率低的不足,研究并设计了人工神经网络的苹果病害诊断方法.采用动态编码对苹果病害模糊知识进行量化,构建BP网络诊断模型进行诊断;采用Java语言开发基于Web的病害动态诊断平台,用白水苹果病害样本进行了实验.该方法对20种苹果病害的诊断具有较好的效果,测试准确率达到85.4%.在获得必要领域知识的前提下,用神经网络进行苹果病害诊断准确率高,系统设计灵活,基于Web的诊断平台便于推广和使用.