基于点云语义分割的猕猴桃冠层叶密度测量方法

提出了一种基于LiDAR的猕猴桃果园叶密度测量方法,旨在为猕猴桃果园冠层喷药提供更精确的指导。首先,使用激光雷达扫描10个密度不同的猕猴桃冠层建立点云数据集,利用RandLA-Net神经网络模型并通过6折交叉验证的方法对猕猴桃冠层的树叶、树枝和T型架点云进行语义分割;然后,计算仅包含树叶信息的冠层点云表面积,通过与人工落叶后的实测冠层叶属性(叶面积、叶片数)进行回归分析比较,得到冠层叶点云表面积与真实冠层叶属性的关系;最后,将3 m×3 m的猕猴桃冠层区域划分为400个225 cm^(2)的小网格区域,用以生成冠层叶密度图。结果表明:RandLA-Net网络模型能够有效地对猕猴桃冠层的树枝、树叶与T型架点云进行分割,模型平均总体精度OA达到92%以上,平均交并比mIoU为81.4%,冠层实测叶面积与冠层叶点云表面积的回归分析中获得了较高的相关性R=0.78,回归方程为y=1.491x+8315。对于每个猕猴桃冠层点云数据,通过Alpha-shape算法计算网格区域的冠层体积和预测网格真实叶面积的方法生成冠层叶密度图。所开发的基于点云语义分割的猕猴桃冠层叶密度测量方法,各项指标均符合预期要求,可以为果园冠层喷药提供更精准的指导。

施氮量对裸燕麦源库生理特性和茎鞘NSC积累与转运的影响

为探究施氮量对燕麦源库生理特性和茎鞘间非结构性碳水化合物(NSC)积累和转运的影响,2021年和2022年选取穗粒数差异大的两个裸燕麦品种坝莜1号(穗粒数多)和定莜8号(穗粒数少)为试验材料,设置0、100和200 kg·hm^(-2)3个施氮水平,测定和分析了不同氮素供应条件下燕麦叶片光合指标、粒叶比、茎鞘NSC积累量(TMNSC)、NSC表观转运量(ATMNSC)及其对籽粒产量表观贡献率(ACNSC)的差异。结果表明,施氮对2个燕麦品种的籽粒产量具有增加效应,其中在施氮100 kg·hm^(-2)时产量最高。在100 kg·hm^(-2)施氮处理下,坝莜1号的旗叶面积、SPAD值、Pn和籽粒产量两年平均值较不施氮处理分别提高57.57%、80.70%、101.68%和40.15%,定莜8号分别提高43.70%、44.33%、69.49%和37.36%;坝莜1号的ATMNSC、ACNSC和粒叶比两年平均值较不施氮处理分别增加767.25 g、1.96倍和54.55%,定莜8号分别增加859.52 g、8.26倍和43.25%。综合以上结果,增施氮肥对两品种均有显著正向影响,坝莜1号表现出更优的源、库活性,从而获得更高的穗粒数,达到增产目的;定莜8号则表现出更优的源-库关系,增大库器官对源物质的“拉力”,促进NSC由茎鞘向籽粒的转运,弥补生育前期光合能力较弱导致的同化物质生产的不足,从而促进源库协调,提高籽粒产量。

基于滋味品质的万州区主栽茶树品种绿茶差异分析

滋味是茶叶的重要品质,为探明万州区主栽品种绿茶的滋味品质,采用感官审评和靶向检测方法评价不同品种绿茶茶汤的滋味,分析茶汤中儿茶素类、游离氨基酸类、嘌呤碱类、黄酮醇及其苷类和有机酸类5大类滋味成分含量。结果表明:4个品种茶树制备的绿茶滋味品质有明显区别,川中小叶群体种滋味浓强,‘安吉白茶’鲜爽、甘醇滋味特征明显,‘福鼎大白茶’兼具浓强、鲜爽、醇厚,‘中黄1号’滋味鲜爽但浓强不足;滋味成分分析结果表明,川中小叶群体种儿茶素类含量较高,游离氨基酸类含量较低;‘安吉白茶’游离氨基酸含量最高,‘福鼎大白茶’各类滋味成分含量均处于较高水平,‘中黄1号’滋味成分总量和水浸出物含量均较低;主成分分析结果表明,4个品种可以得到较好地区分,通过滋味贡献度分析发现,芦丁、咖啡碱等13种滋味成分具有较大贡献;差异分析结果表明,天冬氨酸、谷氨酸和茶氨酸是‘安吉白茶’和‘福鼎大白茶’鲜爽度的主要贡献物质,杨梅素-3-O-半乳糖苷和金丝桃苷是‘中黄1号’区别于其他3个品种茶类的主要滋味贡献物质,川中小叶群体种内部也有较大差异,其中C4和C5距离较近,含有较高含量的黄酮苷类物质,滋味表现出较强的收敛感。本研究对万州区主栽品种所制绿茶的品质特性进行了梳理,为万州区绿茶滋味品质改进研究提供参考。

桑叶粉及桑叶提取物的功效和应用现状

桑叶为药食同源性食品,具有多种药理作用。近年来,随着人们对健康饮食需求的不断增加,桑叶粉及桑叶提取物作为一种新型的保健食品,在食品药品加工中的应用越来越广泛。通过文献综述和案例分析,介绍了桑叶粉及桑叶提取物的加工工艺、营养价值、功能特点和在食品药品加工中的应用现状及研究进展,展望了桑叶粉及桑叶提取物的未来发展方向,以期为进一步推动桑叶产业的发展,促进其在食品药品加工中的应用提供参考。

沙拐枣叶功能性状对生境变化的响应

【目的】揭示民勤地区沙拐枣叶功能性状在不同生境的变异规律,探明沙拐枣对干旱荒漠环境的适应策略。【方法】以民勤绿洲-荒漠过渡带沙拐枣(Calligonum mongolicum)为对象,采用样方法采集样株东西南北4个方向中部生长良好的叶片,用土钻采集植株根系附近深度为0—60 cm的土壤样本,比较分析丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶功能性状特征及相关性,揭示沙拐枣叶功能性状与土壤因子的关系。【结果】(1)沙拐枣叶功能性状的变异系数介于2.39%~24.94%,比叶面积(SLA)变异系数最大(24.94%),稳定碳同位素(δ^(13)C)变异系数最小(2.39%);沙拐枣叶片的全碳(LCC)、全磷(LPC)含量在样地之间存在显著差异,而SLA、LPC在2种生境间存在显著差异。(2)在丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶片含水量(LWC)与干物质含量(LDMC)分别呈极显著、显著负相关关系,LWC是2种生境下沙拐枣叶功能性状中综合排名前3的共同指标因子。(3)全氮(STN)、pH值和土壤含水量(SMC)是影响民勤沙拐枣叶功能性状变异的主要土壤因子。【结论】沙拐枣通过改变叶片形态和调节营养物质含量,以及与土壤因子的相互作用,以更好适应生境。

干旱-复水对桂西北喀斯特地区青冈栎幼苗叶片光合能力、叶绿素荧光和显微结构的影响

【目的】探讨喀斯特地区适生种青冈栎幼苗对“干旱-复水”环境的适应机制,为该地区植被恢复和人工造林提供理论依据。【方法】以当年生实生苗为材料,通过盆栽控水试验研究4种土壤干旱胁迫强度[对照(-0.1 MPa)、轻度干旱(-0.5 MPa)、中度干旱(-0.9 MPa)和重度干旱(-1.5 MPa)]及复水处理对叶片水分状况、光合效率、叶绿素荧光和解剖结构参数的影响。【结果】(1)随干旱胁迫加剧,叶片相对含水率、水势、净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(Gs)和胞间CO_(2)浓度(C_(i))均显著降低,而气孔限制值(L_(s))显著增加,但轻度胁迫下各光合参数以及轻中度胁迫下瞬时水分利用效率(WUE)均不受显著影响。复水后,各干旱处理叶片水分参数、P_(n)、T_(r)、Gs、C_(i)、WUE均比复水前提高,L_(s)比复水前降低;轻度胁迫复水后叶片水分和光合参数均优于对照,中度胁迫仅L_(s)未恢复,重度胁迫复水后叶片水分和光合参数均未恢复。(2)随干旱胁迫加剧,叶片初始荧光(F_(o))显著增加,最大荧光(F_(m))、最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))和潜在光化学效率(F_(v)/F_(o))均显著下降,且在轻度胁迫下均与对照显著差异。复水后,各干旱胁迫处理F_(m)、F_(v)/F_(m)和F_(v)/F_(o)比复水前提高,而F_(o)均略低于复水前,轻度胁迫复水后各叶绿素荧光参数均恢复或优于对照,中度和重度胁迫复水后F_(o)未恢复,且重度胁迫复水后F_(v)/F_(m)仅为0.75。(3)随干旱胁迫加剧,叶片厚度、上下表皮厚度、气孔密度、主脉导管直径均显著增加,叶片气孔器长度、宽度、开口面积、海绵组织厚度均显著降低,而栅栏组织厚度、栅海比和主脉厚度均表现为中度>轻度>对照>重度。复水后,各干旱胁迫处理气孔开口面积和主脉厚度比复水前显著提高;而轻度胁迫叶片结构参数也均恢复或优于对照,中度胁迫气孔开口面积仍显著低于对照,重度胁迫气孔开口未能恢复打开,主脉厚度也低于对照。【结论】青冈栎幼苗有较强耐旱性和旱后恢复能力,适合作为喀斯特地区的生态恢复树种,但在青冈栎幼苗抚育阶段应免受中度以上干旱胁迫(-0.9 MPa),以利于旱后恢复生长。

基于改进YOLOv3的水稻叶部病害检测

为了解决水稻小病斑检测不准确的问题,提出一种基于改进YOLOv3的水稻叶部病害检测方法Rice-YOLOv3。首先,采用K-means++聚类算法,计算新的锚框尺寸,使锚框尺寸与数据集相匹配;其次,采用激活函数Mish替换YOLOv3主干网络中的Leaky Relu激活函数,利用该激活函数的平滑特性,提升网络的检测准确率,同时将CSPNet与DarkNet53中的残差模块相结合,在避免出现梯度信息重复的同时,增加神经网络的学习能力,提升检测精度和速率;最后,在FPN层分别引入注意力机制ECA和CBAM模块,解决特征层堆叠处的特征提取问题,提高对小病斑的检测能力。在训练过程中,采用COCO数据集预训练网络模型,得到预训练权重,改善训练效果。结果表明:在测试集下,Rice-YOLOv3检测水稻叶部3种病害的平均精度均值(mAP)达92.94%,其中,稻瘟病、褐斑病、白叶枯病的m AP值分别达93.34%、89.68%、95.80%,相较于YOLOv3,Rice-YOLOv3检测的m AP提高了6.05个百分点,速率提升了2.8帧/s,对稻瘟病和褐斑病的小病斑的检测能力明显增强,可以检测出原始网络模型漏检的小病斑;与Faster-RCNN、YOLOv5等模型对比,Rice-YOLOv3提高了对相似病害和微小病害的识别能力,并在原始的基础上提高了检测速率。

大豆叶型性状全基因组关联分析与候选基因鉴定

大豆叶片的形状和垂直分布影响群体冠层结构和光合效率并最终影响大豆的产量。植物叶片大小、形态因着生位置不同而产生差异的现象称为异形叶,虽然异形叶现象在被子植物中广泛存在,但目前关于大豆叶片发育过程中异形叶的调控的研究还很有限。本研究通过对283份大豆种质资源的叶长、叶宽、叶形指数和异形叶指数等叶型相关的性状在江苏南京进行连续2年的考察,利用全基因组关联分析检测到181个叶型性状相关位点,其中能够在2个环境或多个性状中重复检测到的位点18个。利用检测到的与叶型相关的SNP位点,结合基因的表达谱数据、拟南芥中同源基因的功能,鉴定与大豆叶片发育和异形叶形成相关的候选基因。其中在20号染色体的相关位点Chr20:36152820上游发现已知的大豆叶形调控基因Ln(Glyma.20G116200)。此外,在19号染色体的相关位点Chr19:45155943附近鉴定到2个候选基因Glyma.19G192700、Glyma.19G194100,分别被注释为Growth-regulating factor 4(GRF4)和LITTLE ZIPPER 3(ZPR3)基因的同源基因,为阐明大豆异形叶等叶型性状遗传的分子机制奠定了基础。

银杏叶总黄酮绿色提取工艺及抗氧化活性研究

采用单因素实验考察了低共熔溶剂种类、液料比、提取温度、n(氯化胆碱)∶n(尿素)、低共熔溶剂含水量、提取时间对银杏叶总黄酮提取率的影响,通过响应面法进一步优化了银杏叶总黄酮的提取工艺,并通过测定银杏叶总黄酮对DPPH自由基、ABTS自由基、·OH、·O_(2)^(-)的清除能力,金属离子螯合能力及总还原能力综合评价其抗氧化活性。结果表明,最优提取工艺为:液料比30∶1(mL∶g)、提取温度57℃、n(氯化胆碱)∶n(尿素)为1∶1.6、低共熔溶剂含水量40%、提取时间60 min,在此条件下,银杏叶总黄酮提取率为1.062%,且其抗氧化活性显著优于传统乙醇提取工艺。

不同苜蓿品种叶片特征、光合生理特性与产量性状的比较

以国内外引进的8个紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种为试验材料,对比研究不同品种的叶片特征、产量性状和光合生理特性,采用相关性分析和通径分析法,探讨其与产量的关联性,以期为高产紫花苜蓿种质的筛选提供依据。结果表明:供试紫花苜蓿品种单株干重的变幅为0.88~1.21 g;各性状与单株干重的相关性按大小排序依次为:单株叶干重>比叶重>蒸腾速率>单株叶片数>叶形指数,单株叶干重是最突出的叶片特征指标。对单株干重的影响程度从大到小依次为:比叶重>气孔导度>可溶性蛋白>株高>蔗糖>可溶性糖>叶绿素总量,其中,比叶重是单株干重的主要决定因子。综上,高产紫花苜蓿种质筛选的重要指标包括:单株叶干重和比叶重,8个紫花苜蓿品种中‘甘农9号’、‘WL319HQ’和‘SG501’的单株干重、单株叶干重和比叶重均较大,可作为高产种质在育种工作中加以研究利用。

UV-B对不同品种生菜生长和品质的影响

以生菜为试材,以荧光灯为对照,采用相同功率的红∶蓝=4∶1组合光(RB)和红∶蓝∶UV-B=20∶5∶1(RBU)对绿叶、红叶、紫叶和深紫叶4个品种生菜进行全光照处理,比较不同光质处理对不同品种生菜生长、产量和品质的影响,以期探索UV-B对不同品种生菜(Lactuca sativa L.)生产的影响。结果表明:4个品种生菜均在荧光灯处理下表现最差,RBU处理下绿叶生菜在茎粗和地上鲜质量上显著低于RB处理,但绿叶生菜维生素C含量在RBU处理下显著高于RB处理,紫叶和深紫叶生菜在RBU处理下各生长指标和生物量与RB处理无显著差异,但RBU处理下二者花青素含量比RB处理显著提高。

土壤养分含量对山药叶片黄化的影响

以山药品种“雅山药1号”为试材,采用方差分析和相关性分析方法,研究了土壤养分含量对山药叶片黄化的影响,以期为改善黄化山药基地生产现状提供参考依据。结果表明:随着山药叶片黄化程度加剧,土壤pH、交换性Ca含量逐渐升高,土壤鲜样含水量、碱解N、速效K、有效Fe、总Fe、有效Mn含量逐渐降低,土壤有机质、有效P含量总体显著降低,有效S含量仅2级黄化低于0级,土壤交换性Mg、有效Zn、有效B、HCO_(3)^(-)含量与0级差异不显著。相关性分析结果表明,土壤pH与交换性Ca含量呈显著正相关,且二者与土壤含水量、有机质含量、碱解N、有效P、速效K、有效Fe、总Fe、有效Mn含量呈显著或极显著负相关。该研究初步确定山药叶片黄化与土壤pH、Ca含量升高,土壤有机质、含水量、N、P、K、Fe、Mn含量降低有关。

基于改进YOLO v5的复杂环境下桑树枝干识别定位方法

为实现复杂自然环境下对桑树嫩叶处枝干的识别检测,改变当前桑叶采摘设备作业过程中依赖人工辅助定位的现状,解决识别目标姿态多样和环境复杂导致的低识别率问题,提出一种基于改进YOLO v5模型的桑树枝干识别模型(YOLO v5-mulberry),并结合深度相机构建定位系统。首先,在YOLO v5的骨干网络中加入CBAM(Convolutional block attention module)注意力机制,提高神经网络对桑树枝干的关注度;并增加小目标层使模型可检测4像素×4像素的目标,提高了模型检测小目标的性能;同时使用GIoU损失函数替换原始网络中的IoU损失函数,有效防止了预测框和真实框尺寸较小时无法正确反映预测框及真实框之间位置关系的情况;随后,完成深度图和彩色图的像素对齐,通过坐标系转换获取桑树枝干三维坐标。试验结果表明:YOLO v5-mulberry检测模型的平均精度均值为94.2%,较原模型提高16.9个百分点,置信度也提高12.1%;模型室外检测时应检测目标数53,实际检测目标数为48,检测率为90.57%;桑树嫩叶处枝干三维坐标识别定位系统的定位误差为(9.4985 mm,11.285 mm,19.11 mm),满足使用要求。该研究可实现桑树嫩叶处枝干的识别与定位,有助于推动桑叶智能化采摘机器人研究。

基于CycleGAN-IA方法和M-ConvNext网络的苹果叶片病害图像识别

针对苹果叶片病害图像识别存在数据集获取困难、样本不足、识别准确率低等问题,提出基于多尺度特征提取的病害识别网络(Multi-scale feature extraction ConvNext,M-ConvNext)模型。采用一种结合改进的循环一致性生成对抗网络与仿射变换的数据增强方法(Improved CycleGAN and affine transformation,CycleGAN-IA),首先,使用较小感受野的卷积核和残差注意力模块优化CycleGAN网络结构,使用二值交叉熵损失函数代替CycleGAN网络的均方差损失函数,以此生成高质量样本图像,提高样本特征复杂度;然后,对生成图像进行仿射变换,提高数据样本的空间复杂度,该方法解决了数据样本不足的问题,用于辅助后续的病害识别模型。其次,构建M-ConvNext网络,该网络设计G-RFB模块获取并融合各个尺度的特征信息,GELU激活函数增强网络的特征表达能力,提高苹果叶片病害图像识别准确率。最后,实验结果表明,CycleGAN-IA数据增强方法可以对数据集起到良好的扩充作用,在常用网络上验证,增强后的数据集可以有效提高苹果叶片病害图像识别准确率;通过消融实验可得,M-ConvNex识别准确率可达99.18%,较原ConvNext网络准确率提高0.41个百分点,较ResNet50、MobileNetV3和EfficientNetV2网络分别提高3.78、7.35、4.07个百分点,为后续农作物病害识别提供了新思路。

贺兰山东麓葡萄园不同方位摘叶对赤霞珠果实品质的影响

酿酒葡萄转色后摘叶会改变微气候,从而影响葡萄果实糖、酸、酚类物质等品质因子的积累。以南北行向种植的赤霞珠酿酒葡萄为试验材料,在贺兰山东麓酿酒葡萄果园开展葡萄东面摘叶、西面摘叶和东西两面摘叶三种方式摘叶试验,以田间正常叶幕水平为对照,研究不同摘叶方位对成熟期果实品质的影响。结果表明:(1)与对照相比,赤霞珠酿酒葡萄果实转色后进行东面摘叶可使成熟果实中可溶性固形物、葡萄糖、果糖、总酸、糖酸比、苹果酸、柠檬酸、酒石酸和单宁含量不同程度增加,其中果糖、柠檬酸和酒石酸含量增加显著;果实还原糖、总酚、花青素含量比对照减少,但差异不显著。(2)西面摘叶处理下成熟葡萄果实可溶性固形物、还原糖、总酚和花青素含量略下降,果糖、苹果酸、柠檬酸和单宁显著上升,葡萄糖和酒石酸含量略上升。(3)双面摘叶葡萄果实的单宁含量显著增加,葡萄糖、果糖、柠檬酸和酒石酸含量略增加,可溶性固形物、还原糖、总酸、苹果酸、总酚和花青素含量都比对照要低。综合分析认为,摘叶后葡萄果实糖的含量整体呈不显著增加,但东面摘叶处理葡萄果实中酸含量均提高、单宁含量增加,总酚和花青素虽然略有减少,减少幅度相对最小。针对目前贺兰山东麓葡萄酒产区糖高酸低现状,建议在贺兰山东麓南北行向种植的葡萄园,采用东面摘叶为主的叶幕管理模式进行果实品质因子调控,从而达到平衡葡萄果实整体风味物质的作用。

种植技术和种植密度对吉花2号主要农艺性状和产量的影响

研究不同种植技术和种植密度对吉林省多粒型花生吉花2号主要农艺性状和产量的影响,筛选适宜吉林省生态环境的种植技术和最佳种植密度,完善吉花2号配套高效栽培技术。采用2种种植技术及5个种植密度(1.79×10^(5)、2.02×10^(5)、2.30×10^(5)、2.69×10^(5)、3.23×10^(5)株/hm^(2)),研究特定时期花生光合指标及产量变化。结果显示,吉花2号采用小垄双行种植技术、种植密度为2.02×10^(5)株/hm^(2)时生育期最短,较双粒穴播种植技术生育期提前1~2 d;植株的株高最小,有利于地下部干物质积累;叶面积系数最大,总光合势最大;产量最高(3651.15 kg/hm^(2)),较双粒穴播种植技术增产10.17%。小垄双行种植技术在不同密度下,吉花2号产量都高于双粒穴播种植技术。因此,小垄双行种植技术在生产上应大力推广。

干旱及复水对谷子苗期根系形态特征及叶片解剖结构的影响

本试验选用抗旱性强的谷子品种济谷16和旱敏感谷子品种鲁谷1号为材料,设置盆栽试验,于出苗15 d时停止浇水进行干旱胁迫处理,并于9 d后复水,研究不同抗旱性谷子品种叶片以及根系形态指标对干旱-复水的响应。结果表明:(1)与CK相比,干旱胁迫导致两个谷子品种的根分枝数、根尖数和根体积显著减少;复水后,济谷16的根尖数显著增加(P<0.05),而鲁谷1号的根尖数进一步显著降低。济谷16的根分枝数在复水后的增加幅度大于鲁谷1号。(2)干旱胁迫下,两个品种叶片泡状细胞面积缩小,叶片厚度下降;复水后济谷16泡状细胞面积与CK相当,而鲁谷1号仍显著小于CK(P<0.05)。(3)干旱胁迫下济谷16下表皮气孔密度增加,上表皮气孔密度减小,且均与CK差异显著(P<0.05);复水后,上表皮气孔密度略有增加但仍低于CK,下表皮气孔密度降低至CK水平。干旱胁迫下鲁谷1号上、下表皮气孔密度较CK均显著下降(P<0.05);复水后,上表皮气孔密度继续降低,而下表皮气孔密度显著增加至略高于CK水平。干旱胁迫后济谷16上、下表皮气孔长度无显著变化,复水后较CK和干旱处理均显著增加;鲁谷1号上表皮气孔长度显著减小(P<0.05),复水后仍继续减小,但较干旱处理差异不显著;鲁谷1号下表皮气孔长度较CK增加但差异不显著,复水后继续增长,显著高于CK。综上所述,干旱胁迫后复水,抗旱品种济谷16通过根分枝数和根尖数的增加以及叶片泡状细胞面积、气孔密度快速恢复,使其表现出更强的形态适应性和自我调节能力。

杨叶枯病病原菌生物学特性、防治药剂筛选及杨树抗病性评价

为防治杨树叶枯病,利用单因素试验,对中荷64杨(P.×euramericana cv.‘N3016’)上分离获得的链格孢菌(Alternaria alternata)进行了生物学特性及室内防治药剂筛选研究,并开展了不同品种杨树抗叶枯病综合评价。结果表明:链格孢菌菌丝生长的适宜培养基为马铃薯蔗糖琼脂培养基,适宜碳源为玉米粉,适宜氮源为酵母提取物,适宜培养温度范围为25~30℃,适宜pH为8,光照条件对菌丝生长影响不大,致死温度为52℃。采用生长速率法进行室内防治药剂筛选,结果显示,选用的5种生物制剂防治效果优于2种化学药剂,各药剂抑制作用排序从大到小依次为哈茨木霉(3亿菌落/g)、枯草芽孢杆菌(100亿芽孢/g)、质量分数为10%的多抗霉素、质量分数为3%的中生菌素、质量分数为2%的宁南霉素、质量分数为50%的多菌灵、质量分数为75%的百菌清,将哈茨木霉(3亿菌落/g)和枯草芽孢杆菌(100亿芽孢/g)作为防治链格孢菌的适宜药剂。选用7个黑杨派品种杨树,利用模糊数学隶属度函数法,开展了杨树抗叶枯病综合评价,确定中荷64杨为高感品种,中辽1号杨和欧美杨177为中感品种,渤丰1号杨、渤丰3号杨、辽育3号杨和欧美杨111为高抗品种。

农药液滴在水稻叶面的动态润湿铺展行为

【目的】探究表面张力、液滴粒径和叶片倾角对农药液滴在水稻叶片近轴面、远轴面动态润湿铺展行为的影响,为通过调控农药液滴在水稻叶面的动态润湿铺展行为实现水稻施药的“减施增效”提供依据。【方法】通过调节Silwet-408的浓度配制出表面张力为21.4、33.2、43.7 mN·m^(-1)的Silwet-408溶液代替农药药液,利用液滴发生器生成532、627、746、830、957μm的单液滴,对其在倾角为40°、65°、85°水稻叶片近轴面、远轴面的动态润湿铺展行为进行全因子试验。【结果】表面张力、液滴粒径、叶片倾角均显著影响(P<0.05)水稻叶面的液滴接触角变化率,且近轴面、远轴面所受影响的整体趋势基本相同,增大叶片倾角或减小液滴粒径或降低表面张力均能增大接触角变化率,促进液滴润湿铺展。其中,以降低表面张力的效果最显著,当表面张力从33.2 mN·m^(-1)降至与水稻叶面临界表面张力接近的21.4 mN·m^(-1)时,叶片近轴面的接触角(前进角和后退角)变化率分别增大7.49、6.22倍,远轴面的分别增大11.13、7.61倍,液滴的润湿性在75 s内从较差或差(80°≤接触角<100°或接触角≥100°)转变成中等或好(60°≤接触角<80°或接触角<60°);当表面张力比水稻叶面临界表面张力大得多时,接触角变化率随叶片倾角的增大而增大,随液滴粒径的减小而增大,但叶片倾角的影响小于液滴粒径的影响,经过75 s后,几乎所有粒径的液滴仍保持较差或差的润湿性(80°≤接触角<100°或接触角≥100°)。液滴润湿滞后现象分析表明,水稻叶面的粗糙度相对较小,液滴润湿滞后现象并不严重。表面张力与水稻叶面临界表面张力接近的液滴在固-液-气三相体系动态表面张力的驱使下在叶面润湿铺展,接触角随时间的动态变化可使用模型θ=θe+Aexp(-Kt)进行拟合;表面张力比水稻叶面临界表面张力大得多的液滴虽能稳定地黏附在叶面上,没有出现滚落现象,但始终未突破叶面的钉扎效应和滞留阻力,无法实现润湿铺展。【结论】表面张力、液滴粒径、叶片倾角3个因素均显著影响农药液滴在水稻叶面的动态润湿铺展行为,在实际施药场景中,由于叶片倾角无法人为调节,因此可根据施药的目的调节药液的表面张力和液滴粒径进而调控液滴的动态润湿铺展行为。研究结果有助于理解农药液滴在水稻叶面动态润湿铺展的机理,并可为水稻施药场景中合理选择药液表面张力、液滴粒径提供理论支持与指导。

改进YOLOv5su模型检测桃树缩叶病

为实现自然环境下桃树缩叶病的检测,该研究提出了一种基于YOLOv5su的桃树缩叶病识别改进模型DLLYOLOv5su。首先,针对桃树缩叶病目标特征变化较大的问题,在骨干网络最后一层C3模块中加入可变形自注意力模块(deformable attention,DA),使模型更加关注目标区域,降低背景对模型的影响,提高模型在复杂背景下的拟合能力。其次在SPPF(fast spatial pyramid pooling)模块中引入LSKA(large separable kernel attention)结构,大核卷积增大了模型的感受野,使模型能够关注更多信息。最后,提出了LAWD(lightweight adaptive weighted downsampling)模块,使用轻量化的下采样结构替换卷积模块,减少计算开销。在桃树缩叶病数据集上进行试验,结果显示,DLL-YOLOv5su模型权重大小为17.6 MB,检测速度为83帧/s。识别准确率P、召回率R和平均精度均值mAP_(50)分别达到了80.7%、73.1%和80.4%,相较于原始YOLOv5su分别提高了4.2、2.4和4.3个百分点。与YOLOv3-tiny、Faster R-CNN、YOLOv7和YOLOv8相比mAP_(50)分别高出了28.5、11.8、2.1和4.1个百分点。改进模型识别精度高,误检、漏检率低,检测速度满足实时检测的要求,可以为桃树缩叶病的实时监测和预警提供参考。