基于三维数字化仪的高纺锤形苹果树光截获率测定

利用三维数字化仪,结合Piaf Digit和Vege STAR软件,建立了13a生高纺锤形苹果树数字化模型,并对树体模型进行立方单元分割以及分析总冠层及冠层内各类型枝条的光截获率。结果表明:不同类型的枝条,光截获率(STAR值)有差异。大树的短果台副梢、长果台副梢、短营养枝和长营养枝的STAR值分别小于中树,中树小于小树;每棵果树的短果台副梢和短营养枝的STAR值分别小于长果台副梢和长营养枝;不遮阴枝条的光截获率比遮阴枝条大,并且短果台副梢和短营养枝因其它类型枝条遮阴减少的STAR值分别比长果台副梢和长营养枝大。果树由底部到顶部及由冠层中部到外部,光截获率逐渐增大,与用光量子探头(LS190)测得的透光率递增趋势相符。冠层STAR值越大,果树产量越高。因此,冠层光截获率能够作为冠层内部光分布特征的一个评价指标,并能有效指导果树管理,提高果实产量。

“V”字形苹果幼树二维图像的分形特征

果树的树体结构对树木的生长和生产力具有极为重要的影响。然而目前对幼树树形特征的研究和评价较少。2009-2011年,采用计盒维数和Photoshop图像处理技术,调查不同方位及不同品种两年生"V"字形苹果幼树二维图像的分形维数与分形特征。从"V"字树形整体水平上看,果树侧视图的分形维数按品种排序为富红早嘎>红盖露>玉华早富>长富2号>丽嘎啦>烟富6号,变化范围为1.650～1.700;正视图的分形维数按品种排序为红盖露>玉华早富>丽嘎啦>烟富6号>富红早嘎>长富2号,变化范围为1.583～1.631;正视和侧视图总体分形维数按品种排序为红盖露>玉华早富>丽嘎啦>富红早嘎>长富2号>烟富6号,变化范围为1.620～1.660。从"V"字形树的局部特征看,树体由东边和西边树组成。6个品种东边和西边苹果树侧视图的分形维数分别为1.593～1.683和1.645～1.720;正视图的分形维数分别为1.548～1.627和1.568～1.657。"V"字形苹果树东边树的二维图像正视和侧视分形维数都比西边树小。因此,果树二维图像的分形维数随着方位和品种而变化,可以表征不同品种及不同方位树体结构特征,并可用来指导幼树的整形修剪。

高纺锤形苹果树三维重建和光照特性的评价

以13a生"富士"树为试材,应用三维数字化仪和Piaf Digit软件对高纺锤形"富士"的大、中、小冠层进行数字化,树体模型及光截获的计算均在Vege STAR软件中实现。光截获效率用STAR值来表征。实测的透光率与模型计算出的值无显著差异,表明基于三维数字化仪的重建模型可以用来进行冠层光照特性的评价,以对冠层结构进行量化与定性分析。结果表明:大、中、小冠层的光截获量依次增大,而5种枝条类型中,长营养枝的STAR值最大,果台枝最小;果实的STAR值与果台枝和短营养枝、长营养枝和短果台副梢的光截获量有关。由三维模型构建得出的STAR值可以作为评价冠层光截获的指标,为后期树体冠层内光合作用的研究及整形修剪提供了理论参考。

外源柠檬酸对黄土高原塿土土壤养分的影响

为研究黄土高原植被恢复、退耕还林过程中根际分泌的柠檬酸对土壤养分、pH的影响,通过对石灰性土壤塿土施用外源柠檬酸,模拟根际柠檬酸环境。结果表明,施用外源柠檬酸后:(1)土壤全氮含量随柠檬酸施用天数的增加大体上有升高的趋势,土壤水解性氮含量随时间、外源柠檬酸浓度的增加而递减;(2)土壤全磷含量变化不大;(3)有效磷含量变化以40 d左右为过渡,前期土样随外源柠檬酸浓度的升高而减少,后期随柠檬酸升高而增加;(4)土壤pH与有效磷含量的变化规律呈极显著负相关;(5)有机质含量变化规律复杂。柠檬酸对土壤养分各指标的影响不同,但相互联系。

利用二维图像评价“Y”形苹果幼树的分形特征

【目的】定量化评价果树的树体结构,为果树的合理整形修剪提供指导。【方法】基于分形理论,采用计盒维数的方法,将果树二维图像分形维数作为评价树体结构的指标,研究了长富2号、玉华早富、富红早嘎、烟富6号和丽嘎啦等5个苹果品种"Y"形幼树二维图像的分形特征。【结果】不同品种苹果幼树二维图像的分形维数有差异,同一品种果树正、侧视图像的分形维数存在差异,正视图的分形维数介于1.697～1.554,侧视图的分形维数介于1.699～1.563,同一品种侧视图的分形维数大于正视图,分形维数与果树枝条长度、数量呈正相关关系,5个苹果品种幼树二维图像的分形维数表现为长富2号>玉华早富>富红早嘎>烟富6号>丽嘎啦。【结论】分形维数能客观地反映果树干枝的空间分布及空间利用程度,可作为评价苹果幼树树体结构的定量化指标,用于指导苹果幼树的整形修剪。