负水头供水控水盆栽装置及灌溉系统的研究与应用

如何持续精确控制土壤水分一直是国内外研究的重点,目前控制盆栽与大田水分的方法都会使部分水分达到过饱和,而影响试验效果.基于负压控制原理研制出的负水头供水控水盆栽装置和负水头灌溉系统解决了这一难题,试验证明负水头供水控水盆栽装置可将土壤含水量持续维持在理想状态,可以实现土壤含水量的持续稳定控制与日蒸散量监测,结合天平的使用获得盆栽植株的鲜重增长动态;负水头灌溉系统能使灌溉下的土壤含水量呈非饱和状态,抑制土表湿润导致的无效蒸发和地下渗漏导致的无效灌溉和养分流失,也不会破坏土壤结构,节省了大量人力、物力,提高了水分利用率,增加了作物产量提高的潜力.负水头供水控水盆栽装置及灌溉系统在设施栽培中及科学研究中,具有很大的推广价值.  

氮素对不同类型专用小麦营养和加工品质调控效应

 选用弱筋小麦宁麦 9号、中筋小麦扬麦 10号、强筋小麦皖麦 38,通过设计施氮量和氮肥运筹试验 ,分析氮素对不同类型专用小麦籽粒产量、营养品质和加工品质的影响。结果表明 ,适当增加施氮量或提高中后期施氮比例 ,均能提高不同类型专用小麦籽粒产量 ,增加籽粒蛋白质、湿面筋含量、降落值、沉降值、面团吸水率、形成时间、稳定时间和评价值。在本试验条件下 ,强筋、中筋小麦在施氮量 180～ 2 4 0kg·ha-1范围内 ,氮肥施用以基肥∶平衡肥∶拔节肥∶孕穗肥为 3∶1∶3∶3的处理最优 ,其次为 5∶1∶2∶2处理 ;弱筋小麦以密度 2 4 0× 10 4·ha-1、施氮量180kg·ha-1、基肥∶平衡肥∶拔节肥为 7∶1∶2的处理易实现高产与优质协调。  

麦田常用除草剂对弱筋小麦生理生化特性的影响

采用室外小区试验方法,研究了麦田常用的苯磺隆、使它隆、异丙隆、骠马、绿麦隆5种除草剂对弱筋小麦扬麦13生理生化特性的影响.结果表明,用药后5d,5种除草剂处理均导致小麦叶绿素相对含量(SPAD值)不同程度下降.除草剂严重影响了光合速率,几乎所有处理光合速率均受到抑制,异丙隆倍量处理抑制率最大,达27%.小麦体内SOD活性明显受到除草剂影响,表现为先升高、后逐渐恢复至对照水平;POD活性也表现为先升高后降低的趋势,多数处理药后30 d低于对照;CAT活性对除草剂比较敏感,用药后5 d即显著升高,其后影响逐步减小,直至药后30d恢复到对照水平;除草剂对MDA含量影响相对较小,多数处理MDA含量与对照差异不显著.  

基于计算机视觉的水稻叶部病害识别研究

【目的】文章重点分析了病健交界特征参数、病害识别流程对提高病害识别准确率的影响。实现水稻叶部15种主要病害的准确识别，尤其是相似病害的判断。【方法】（1）病斑图像获取：水稻叶部病害图像来源包括水稻大田、病害图册和病害数据库，文中选用改进的mean shift图像分割算法提取病叶图像中的病斑并根据相关方程获取病斑特征信息。（2）特征参数的选择与设计：首先选取一至三阶颜色矩和颜色直方图作为病害的颜色特征参数，选取球状性、偏心率和不变矩作为病斑的形状特征参数，选取角二阶矩、对比度和相关作为病斑的纹理特征参数；然后针对相似病斑误报率高的问题提出一种病健交界特征参数，通过病斑内部、边缘和外围颜色上的差异描述该特征，并根据3个区域相互间归一化颜色直方图的欧氏距离计算该项特征参数，该参数可以用于描述病斑与健康部分交界处的特征。（3）病害识别流程的设计：根据病害在颜色、形状、纹理、病健交界4个特征上差异的显著程度设计完成病害识别流程，流程中首先通过颜色特征识别病害，对于通过颜色特征无法识别的病害再通过形态特征识别，倘若形态特征依然无法识别则通过纹理和病健交界特征进行最终识别。（4）病害识别模型的建立：将病害数据分成两部分，一部分用于建立模型，另一部分用于模型的验证；利用LibSVM程序包完成建模，其中svmtrain函数用于建立支持向量机模型，Grid程序用于优化参数，svmpredict函数用于对模型进行验证。【结果】15种水稻叶部病斑可以从复杂的背景中分割出来，并可快速准确的被识别，平均识别准确率为92.67%，平均漏报率为7.00%，最大漏报率和误报率分别为15.00%和25.00%；病健交界特征参数引入后，识别准确率提高了14.00%，平均漏报率降低了7.50%，漏报率最大降幅为20.00%，误报率最大降幅为65.00%；与用所有特征参数直接进行病害识别相比，采用本文提出的识别流程进行病害识别的准确率提高了12.67%，漏报率降低了9.33%，一些病害的漏报率和误报率降幅达30.00%以上；在识别流程各步骤中，颜色特征识别环节的平均准确率为96.71%，漏报率和误报率均未超过10.00%；形态特征识别环节的平均准确率为94.17%，漏报率和误报率均未超过15.00%；纹理和病健交界特征识别环节的平均准确率为91.50%，漏报率和误报率均未超过25.00%。【结论】利用mean shift图像分割算法可以准确分割水稻叶部病斑；基于支持向量机模型的分类方法可以对15种水稻病斑准确分类；论文中提出的病健交界特征参数以及病斑识别流程均提高了病斑的识别准确率；病健交界特征参数对提高一些相似病害的识别精度效果显著；将这些方法相结合可以有效对水稻常见叶部病害进行识别，为水稻病害的田间智能诊断提供技术支撑。  

基于Landsat TM影像的冬小麦拔节期主要长势参数遥感监测

[目的]强化冬小麦长势遥感监测机制,为田间生产管理提供信息支撑.[方法]以2007-2009年试验实测数据为基础,以Landsat TM影像为数据源,分析试验样点拨节期冬小麦主要长势参数与品质、产量以及卫星遥感变量间的相关性,分别建立及评价了TM影像遥感变量监测冬小麦拔节期叶面积指数(LAI)、生物量、SPAD值和叶片氮含量(LNC)的模型.[结果]冬小麦拔节期,选用中红外波段的反射率(B5)、归一化植被指数(NDVI)、DSW5和绿波段的反射率(B2)等遥感变量分别反演冬小麦的SPAD值、生物量、LAI和LNC是可行的;SPAD值,生物量、LAI和LNC遥感监测模型的精度较高,以此为基础,制作出了具有实际农学意义的冬小麦拔节期不同等级SPAD值、生物量,LAI和LNC遥感监测专题图,实现了主要长势参数空间分布量化表达.[结论]研究结果可为广大农学家、农业部门决策者和田问管理人员提供及时的农情信息.  

除草剂对小麦光合特性及叶绿素荧光参数的影响

为了探讨除草剂对小麦叶片气体交换及叶绿素荧光参数的影响,在大田条件下以弱筋小麦扬麦13、强筋小麦烟农19两种冬小麦为材料,研究了苯磺隆、使它隆、异丙隆、骠马、绿麦隆5种除草剂对其光合特性的影响。结果表明,供试5种除草剂处理后,小麦叶片内光合色素含量显著降低,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及气孔导度(Gs)也均不同程度降低,说明除草剂显著影响了小麦的光合特性,且表现出一定的剂量-效应关系。叶绿素荧光分析表明,除草剂显著降低了原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ的实际光化学效率(Ф)及光化学荧光淬灭系数(qP),非光化学淬灭(qN)则呈一定的上升趋势。表明在除草剂胁迫下小麦叶片发生了光抑制,PSⅡ复合体受到损伤伴随着光合电子传递受阻。小麦叶片自身具有一定的光合保护机制,用以减轻或消除除草剂胁迫。  

氮肥运筹对小麦花后剑叶衰老及籽粒发育的影响

以扬麦158为试验材料，研究小麦花后剑叶衰老特性及其与胚乳细胞增殖充实关系。结果表明：小麦剑叶衰老过程可划分为3个时期：（1）功能稳定期（花后0-10d)，叶绿素和可溶性蛋白质含量基本稳定，剑叶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性上升，丙二醛（MDA）含量略有上升。（2）缓衰期（花后10-25d)，叶绿素含量下降较快，可溶性蛋白质含量和SOD、POD活性等下降平缓，MDA含量增加较缓慢；群体叶色保持绿色。（3）速衰期（花后25d至成熟），可溶性蛋白质含量和SOD、POD活性等快速下降，MDA含量增加幅度明显加大，植株衰老进程加快；剑叶SOD、POD活性高且下降缓慢，MDA含量低且增加缓慢的处理，其胚乳细胞数多，粒重高。氮肥基肥与追肥施用比例为5：5时，可有效延长剑叶功能期，提高粒重。  

不同基因型小麦氮素吸收积累差异研究

2000～2002年以不同基因型小麦品种为研究对象，探讨其氮素吸收积累的差异性。结果表明：籽粒产量、蛋白质含量与产量、植株与籽粒含氮率、氮积累量、氮吸收利用效率、氮收获指数存在明显的基因型差异，出现频率呈偏态或正态分布。根据经济产量、氮收获指数、籽粒蛋白质含量、氮素产量生产效率、氮吸收效率、氮产量利用效率等因子进行动态聚类，将供试小麦品种分为8类，并探讨了不同类型小麦在生产中的利用价值。  

供水吸力对温室黄瓜产量与水分利用效率的影响

 【目的】研究不同供水吸力即不同土壤水分对温室黄瓜（Cucumis sativus L.）生长发育的影响,确定黄瓜不同生育期对水分的需求,为温室黄瓜灌溉决策提供理论依据。【方法】采用负水头供水控水盆栽装置,通过设定装置不同的供水吸力（WST）来持续稳定控制不同的土壤含水率,分析各供水吸力处理的黄瓜叶片光合、产量与水分利用效率的差异。【结果】负水头供水控水盆栽装置能通过调节供水吸力持续稳定控制土壤不同含水率;黄瓜植株在3—5 kPa供水吸力范围内产量与商品瓜率最高,叶片净光合速率、干物质积累量也较高;3—13 kPa处理范围内的黄瓜水分利用效率差异不明显,最高为7 kPa处理的36.57,1 kPa处理的黄瓜水分利用效率最低,与其它处理差异显著,表明对黄瓜各生育期进行分期水分调控才能显著提高水分利用效率;试验结果还表明,黄瓜随着生育进程需水量越来越大,供水不足会导致生长点枯死而停止生长,影响黄瓜产量与商品瓜率,黄瓜采收后期适当加大水分供应可以增加采收后期产量。【结论】3—5 kPa的供水吸力较适合温室黄瓜的生长,此时土壤相对含水量为67%—81%;适当降低黄瓜苗期土壤水分、控制花期土壤水分和增加结果期土壤水分能进一步提高产量与水分利用效率。