柑橘黄脉病毒在台州市发生分布情况及其分子特性研究

柑橘属(Citrus L.)是一类芸香科(Aurantioideae)植物,包括有橙子、柑橘、酸橙、柚子、葡萄柚等品种[1],主要种植在中国、美国、巴西等热带或亚热带国家地区[2],目前是全世界也是我国第一大类水果[3]。在我国柑橘种植主要分布在北纬20°~33°之间,海拔1000m以下,包含有云南、四川、两广、江西、福建、浙江、湖北、湖南等地[4]近年来随着柑橘栽培模式和大众消费观的改变,越来越多新的柑橘品种从国外被引进并大规模推广种植,加之柑橘常用嫁接、扦插等无性方法进行繁育,这些因素导致更多新的病虫害发生积累和传播[5],这给柑橘产业的发展带来一定风险和威胁。

柑橘沙皮病研究进展

柑橘沙皮病是间座壳属(Diaporthe)真菌在柑橘上引起的一系列病害的统称。已报道柑橘间座壳属真菌超过30种,包括多种重要的病原真菌、内生真菌和腐生真菌,以及具有内生和腐生生活史的潜在病原真菌。其中,柑橘间座壳菌(Diaporthecitri)导致的症状最为复杂,在柑橘果实和叶片上产生的黑点和沙皮症状对柑橘危害最严重。目前,针对柑橘间座壳菌的特异性检测引物和方法已建立,可用于病菌田间动态监测和病害发生规律研究。柑橘间座壳菌在田间的侵害与柑橘受自然伤害的伤口以及连续降雨密切相关,柑橘沙皮病的防治应提倡以农业防治、物理防治为主,同时结合化学防治。农业防治应注重清理由果园枯枝败叶等产生的病菌侵染源,合理修剪和施肥以增强树势;物理防治应注重减少低温冻害、日灼和连续降雨等气象灾害造成的病害暴发;化学防治需注意早期预防、适期防治以及精准用药;生物防治仍处于前期研究阶段,筛选的拮抗菌和有效的抗菌物质对柑橘沙皮病的防治有一定效果,未来可作为化学药剂的重要补充。综述了国内外柑橘沙皮病的主要研究进展,为该病害的防控提供参考。

基于线粒体基因序列的广西柑橘木虱遗传多样性及种群结构分析

【目的】研究广西柑橘木虱遗传多样性及种群结构,为制定柑橘木虱的防控措施提供理论基础。【方法】通过分析来自我国广东、贵州、云南、海南、广西以及越南太平和柬埔寨暹粒等地区的9个柑橘木虱线粒体基因组序列,确定并设计针对多态性位点的引物。利用获得的引物对采集自广西合浦、环江、富川、西林、永福和右江6个柑橘产区的柑橘木虱线粒体基因序列进行扩增和测序;使用DnaSP 6.12对测序序列进行多态性分析和单倍型多样性分析;采用最大似然法和贝叶斯法构建系统发育进化树;使用PopART绘制单倍型网络图以展示种群进化结构和关系。【结果】对来自我国和越南太平、柬埔寨暹粒的9个柑橘木虱线粒体基因组序列进行比对分析,共获得22个多态性位点,针对多态性位点区域序列设计引物并筛选获得5对有效引物,其中包括8个多态性位点。利用5对引物对采集自广西6个柑橘产区的18个柑橘木虱线粒体基因进行PCR扩增并测序,获得总长度2272 bp的线粒体基因序列,经分析发现广西柑橘木虱共包含6种单倍型,单倍型多样性为0.882、核苷酸多样性为0.00181。最大似然进化树、贝叶斯进化树和单倍型网络分析发现,广西西林柑橘木虱种群与云贵川等我国西南地区高海拔的柑橘木虱种群在遗传距离上较近,其他地区的柑橘木虱种群与我国南方和东南亚的种群更接近。【结论】广西柑橘木虱种群展现较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性,表现明显的种群结构分化和多样性;广西柑橘木虱种群遗传分化受地理距离影响明显,二者存在相关性。

柑橘黄龙病菌亚洲种微滴数字PCR检测方法的建立

柑橘黄龙病是世界柑橘产业的毁灭性病害,带病苗木、带菌接穗和田间病株是病害的初侵染源,建立一套病原菌超灵敏检测方法对柑橘黄龙病的早期预警及防控具有重要意义。根据柑橘黄龙病亚洲种16S rDNA基因序列设计特异引物,建立基于微滴数字PCR技术的检测方法,并评价该方法的灵敏度和检测准确性。结果表明,研究建立的柑橘黄龙病亚洲种微滴数字PCR检测方法特异性强、灵敏度高,其检测灵敏度是荧光定量PCR的10倍。建立的微滴数字PCR检测技术为柑橘种质资源的早期黄龙病检测提供了一种新方法。

柑橘黑点病研究进展

柑橘黑点病是由柑橘间座壳菌(Diaporthe citri)引起的一种重要柑橘病害,在全球柑橘主产区均有发生,主要危害叶片、枝梢和果实,严重影响柑橘的品质和鲜销商品价值。柑橘间座壳菌可以侵染所有当前栽培的柑橘品种,其中以葡萄柚和柠檬最易感病。喷施代森锰锌和铜制剂等杀菌剂是防控柑橘黑点病的重要方法,但柑橘间座壳菌在自然条件下有性生殖频繁,具有丰富的遗传多样性,需加强监测柑橘间座壳菌种群对代森锰锌等药剂的敏感性变化。近年来,关于柑橘间座壳菌的基因组信息、快速检测技术、遗传分化、致病机制以及防治方法等方面的研究取得较为显著的进展。就国内外近年来柑橘黑点病的危害症状与分布、病原种类、遗传多样性、生物学特性、侵染过程、致病机制、发生规律以及防治方法等方面的最新研究进展进行综述,并对柑橘黑点病的未来重点研究方向进行展望,以期为柑橘黑点病的防控策略提供科学依据。

改进YOLOv5模型在自然环境下柑橘识别的应用

在复杂的自然环境中绿色柑橘生长形态各异,颜色与背景色相近,为有效识别绿色柑橘,提出一种基于混合注意力机制并改进YOLOv5模型的柑橘识别方法。首先,改进YOLOv5的网络结构,在主干网络中添加混合注意力机制,即在主干网络中的第2层嵌入SE(squeeze and excitation)注意力,第11层嵌入CA(coordinate attention)注意力;其次,改进网络模型特征融合结构,将YOLOv5模型Concat特征融合操作的下层分支放在模型C3模块之前,再与另一条上层分支进行特征融合;最后,改进模型分类损失函数,将YOLOv5模型的分类损失函数改成Varifocal Loss函数,加强绿色柑橘特征信息的提取,提高绿色柑橘检测精度。根据自然环境和柑橘自身的特点,对自建数据集进行分类,设计3组不同分类场景下柑橘的对比试验以验证其有效性。试验结果表明,改进后的YOLOv5-SC模型准确率为91.74%,平均精度为95.09%,F1为89.56%,在自然环境下对绿色柑橘的识别具有更高的准确率和更好的鲁棒性,为绿色水果智能采摘提供技术支持。

结合主动光源和改进YOLOv5s模型的夜间柑橘检测方法

【目的】解决夜间环境下遮挡和较小柑橘难以准确识别的问题,实现采摘机器人全天候智能化作业。【方法】提出一种结合主动光源的夜间柑橘识别方法。首先,通过分析主动光源下颜色特征不同的夜间柑橘图像,选择最佳的光源色并进行图像采集。然后,提出一种夜间柑橘检测模型BI-YOLOv5s,该模型采用双向特征金字塔网络(Bi-FPN)进行多尺度交叉连接和加权特征融合,提高对遮挡和较小果实的识别能力;引入Coordinate attention(CA)注意力机制模块,进一步加强对目标位置信息的提取;采用融入Transformer结构的C3TR模块,在减少计算量的同时更好地提取全局信息。【结果】本文提出的BI-YOLOv5s模型在测试集上的精准率、召回率、平均准确率分别为93.4%、92.2%和97.1%,相比YOLOv5s模型分别提升了3.2、1.5和2.3个百分点。在所采用的光源色环境下,模型对夜间柑橘识别的正确率为95.3%,相比白光环境下提高了10.4个百分点。【结论】本文提出的方法对夜间环境下遮挡和小目标柑橘的识别具有较高的准确性,可为夜间果蔬智能化采摘的视觉精准识别提供技术支持。

台州椒江柑橘黄龙病的发生情况与防控对策

柑橘为浙江台州农业的主导优势产业之一,也是农村农民经济收入主要来源之一。近年来,由于柑橘黄龙病发生区域的不断扩大,严重威胁柑橘业发展。2021年以来,台州各地发现柑橘黄龙病的病株逐年增多,柑橘木虱的发生区域不断扩大,柑橘黄龙病的防控形势十分严峻。控制柑橘黄龙病的蔓延传播,保障柑橘业的健康发展,已成当务之急。现就台州椒江柑橘黄龙病的发生情况与防控对策建议介绍如下,供各地参考。

99%矿物油纳米农药对防治柑橘全爪螨的效果评价

柑橘全爪螨(Panonychus citrix McGregor)又称柑橘红蜘蛛、瘤皮红蜘蛛,寄主广泛,分布范围大[1],在浙江黄岩年发生16代,世代重叠,发生量大,危害严重。露天栽培的柑橘一年有2个发生高峰期(春季至初夏和秋季)和2个低谷期(夏季和冬季)[2],随着浙江省设施栽培柑橘的面积不断扩大,设施大棚内温度适宜,夏季高温期和冬季依然发生猖獗,柑橘全爪螨是柑橘生产中最主要的害螨之一。

双峰县柑橘产业现状及发展趋势

柑橘是我国主要的果树种类之一,也是全球重要的水果,具有较高的经济价值和生态价值。我国柑橘品种多样,产量大,主要分布在江、浙、闽、桂、湘等省(区),柑橘产量在全国总产量中占比较大。伴随着产业结构的不断调整,湖南省双峰县柑橘产业异军突起,成为乡村振兴的支柱产业。然而,随着全球经济的发展和人们生活水平的不断提高。

“双减”减出橙黄橘绿好“丰”景——柑橘化肥农药减施增效模式示范应用

“一年好景君须记,最是橙黄橘绿时。”蜜橘、文旦、椪柑、红美人杂柑……秋风起,在台州、宁波、衢州、丽水、温州等浙江省柑橘主产区的田间地头,硕果累累挂枝头,空气中弥漫着柑橘的清香。柑橘是浙江省农业主导产业之一,也是浙江省农业农村发展和农民增收的重要支柱产业。浙江柑橘生产以高品质为目标,生产特点为高投入、高产出。然而,浙江省柑橘病虫害(柑橘黄龙病、红蜘蛛、柑橘木虱、黑点病、吸果夜蛾)多发,为追求品质和产量盲目使用化肥农药问题突出。

pH值调控方法对剩余污泥与柑橘废渣厌氧共发酵产酸影响

考察不同pH值调控方法对剩余污泥和柑橘废渣共发酵系统的产酸性能影响,结果表明:持续调节pH值为6可以提高共发酵系统的增溶过程,促进糖类物质水解,增强产酸和产甲烷过程,VFA产量和累积甲烷产量分别是空白组的1.36倍和1.25倍;提高共发酵系统中水解细菌和发酵产酸细菌的菌群丰度,促使甲烷生成途径从乙酰分解途径转向氢化营养途径.调节初始pH值为10可以有效促进共发酵系统中溶解性有机物的释放和达到快速水解的目的,促进产酸性能,但对产甲烷过程有抑制作用.

柑橘木虱YOLO v8-MC识别算法与虫情远程监测系统研究

柑橘木虱是黄龙病的主要传播媒介,其发生与活动可对柑橘果园造成毁灭性后果。为实现木虱虫情的高效监测,设计了一种集诱捕拍照、耗材更新、害虫识别与结果展示于一体的智能监测系统。设计了具备诱虫胶带自动更新、虫情图像实时获取功能的诱捕监测装置;应用选点裁剪、Mosaic数据增强(Mosaic data augmentation,MDA)和CA(Coordinate attention)注意力机制,改进了YOLO v8木虱识别模型;开发了Web和手机APP客户端,可实现虫情数据的可视化展示与远程控制。模型测试阶段,改进后的YOLO v8-MC召回率、F1值及精确率分别达到91.20%、91%、90.60%,较基准模型分别提升5.47、5、4.64个百分点;迁移试验中,模型召回率、F1值及精确率分别达到88.64%、87%、84.78%,且系统工作状态良好,满足野外使用需求。开发的智能监测系统能有效实现果园木虱虫情的远程监测,可为此类虫害防治管理提供有效手段。

丘陵果园自然环境下柑橘采摘机器人设计与试验

智慧果园是未来果园行业发展的趋势,智能化果实采摘是发展智慧果园的关键问题。为实现智能化果实采摘,本文搭建了一种适用于丘陵果园矮化栽培模式下的柑橘采摘机器人系统。针对丘陵果园垄间地面凹凸不平,存在地形倾斜角0°~20°,设计了一种自适应调平平台保持机械臂基座水平;通过视觉系统获取多幅点云图像建立果树的三维点云模型,获取果实位置信息;为避免采摘时造成果实损伤,结合柑橘类水果的采摘特点,设计了一种剪切夹持一体化的末端执行器完成柑橘采摘。针对果园自然环境的主要扰动因素(风和光照)进行分级,设置10组对比试验,结果表明:在低光照或正常光照条件下,平均果实定位准确率为82.5%,末端执行器夹取成功率为87.5%,平均采摘时间最短为12.3 s/个;高光照条件下平均果实定位准确率为72%,末端执行器夹取成功率为80%,平均采摘时间最短为12.5 s/个。

基于机器视觉与光谱融合的柑橘品质无损检测分级系统设计与试验

针对柑橘果径、着色率和内部糖度3项关键品质指标,基于双锥滚子式果杯传输线设计了一套柑橘综合品质无损检测分级系统,该系统主要包括喂料部分、机器视觉检测模块、近红外光谱检测模块和分级执行部分.机器视觉检测模块采用单相机拍摄不断翻滚的柑橘视频来获取大量不同姿态的柑橘图像,并进行轮廓提取,以单个柑橘所有帧图像的最小外接圆直径的平均值计算果径,以每一帧图像得到的其二维黄色占比的平均值作为全表面着色率.在近红外光谱检测模块中设计了透射式光路,采集柑橘透射率光谱,并按在线检测时柑橘出现的两种高频姿态建立了混合姿态糖度检测模型,对比不同预处理方法下的建模结果,选取应用效果较优的多元散射校正(MSC)后建立的偏最小二乘法(PLS)模型.在线试验结果表明:果径检测的最大绝对误差为-1.42 mm,着色率检测的最大绝对误差为0.048,糖度检测结果的相关系数为0.817,均方根误差为0.658%.内外品质的联合检测分级按判别树决策方法确定了3种品质的联合分级方式,在分选速度为5个/s时,综合分级的平均准确率可达到91.16%,该检测分级系统整体结构简单,对于类球形水果具有较强的适用性,在产业化应用上有很大的潜力.

柑橘3种病毒类病原多重RT-PCR检测技术的建立及应用

【目的】建立柑橘黄化脉明病毒(citrus yellow vein clearing virus,CYVCV)、柑橘衰退病毒(citrus tristeza virus,CTV)和啤酒花矮化类病毒(hop stunt viroid,HSVd)的多重RT-PCR检测体系。【方法】设计多重RT-PCR引物,分析其特异性,确定其最佳浓度比、最适退火温度及灵敏度,在此基础上对福建地区的柑橘样品进行检测。【结果】确定了CYVCV-F/R、CTV-F/R和HSVd-F/R等3对引物的最佳浓度比例为1∶1∶2,最适退火温度为52.9℃,灵敏度结果显示该体系可检测模板稀释到10^(-2)的阳性样品。应用该体系对采自福建部分地区的157份柑橘样品进行检测,结果发现,CYVCV、CTV和HSVd的检出率分别为47.1%、56.7%和22.9%。【结论】成功建立了柑橘CYVCV、CTV和HSVd病原的多重RT-PCR检测方法,为该类病害的检测提供准确、快速的检测方法。

基于改进YOLO v5的复杂环境下柑橘目标精准检测与定位方法

针对自然环境下柑橘果实机械化采收作业环境复杂和果实状态多样等情况,提出了一种多通道信息融合网络——YOLO v5-citrus,以解决柑橘果实识别精准度低、果实分类模糊和定位精准度低等难题。将不同的柑橘目标通过不同遮挡条件分为“可采摘”和“难采摘”两类,这种分类策略可指导机器人在真实果园中顺序摘取,提高采摘效率并减少机器人本体和末端执行器损坏率。YOLO v5-citrus中,在颈部网络插入多通道信息融合模块,对柑橘的深浅特征信息进行处理,提高柑橘采摘状态识别精度,同时修改颈部网络拼接方法,针对目标柑橘大小进行识别,训练后在识别部分嵌入聚类算法模块,将训练部分识别模糊的柑橘目标进行最后区分。识别后进行深度图像和彩色图像的像素对齐,并通过坐标系转换获取柑橘目标三维坐标。在使用多种增强技术处理的数据集中,YOLO v5-citrus比原始YOLO v5在平均精度均值和精确率上分别提高2.8个百分点与3.7个百分点,表现出更优异的泛化能力。与YOLO v7和YOLO v8等其他主流网络架构相比较,保持了更高的检测精度和更快的检测速度。通过真实果园的检测与定位试验,得到柑橘目标的三维坐标识别定位系统的定位误差为(1.97 mm,0.36 mm,9.63 mm),满足末端执行器的抓取条件。试验结果表明,该模型具有较强的鲁棒性,满足复杂环境下柑橘状态识别要求,可为柑橘园机械采收设备提供技术支持。

覆盖材料对云贵高原柑橘园土壤理化性质和细菌群落特征以及柑橘品质的影响

采用田间试验,研究了玉米秸秆覆盖(JF)、白色地膜覆盖(BF)、黑色地膜覆盖(HM)和园艺地布覆盖(YD),以及清耕作为对照(CK)对云贵高原柑橘园土壤理化性质、细菌群落特征及柑橘品质的影响。结果表明,与CK相比,不同覆盖处理下柑橘产量、单果重、果汁率、可食率、维生素C含量和可溶性固形物等指标均提高,可滴定酸含量则有所降低,进而提高了固酸比,其中以JF处理效果最显著。BF、HM和YD处理降低了土壤pH值,JF处理则相反,不同覆盖处理均能提高土壤温度、含水量、有机质和养分含量,JF处理对土壤有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量的提升作用最明显,BF处理下土壤温度最高。JF、HM和YD处理均能显著提高Chao1指数和Observed species指数,而BF处理则相反。在门水平上,覆盖提高了有益菌放线菌门的相对丰度,降低了致病菌拟杆菌门的相对丰度;在属水平上,覆盖提高了有益菌热酸菌属、朱氏杆菌属、Babeliales、红杆菌属和脱氯单胞菌属的相对丰度,降低了致病菌Saccharimonadales、成对杆菌属、金黄色杆菌属、芽孢八叠球菌属和丛毛单胞菌属的相对丰度。此外,覆盖还使土壤细菌共生网络变得简单而稳定。冗余分析结果表明,土壤全氮和细菌群落红杆菌属是提升柑橘产量和品质的关键因子,其解释率分别为45.67%和39.40%。方差分解分析结果表明,土壤理化性质和细菌群落的共同作用对柑橘产量和品质提升的贡献最大,其解释率为45.0%。综上所述,覆盖能有效改善土壤理化性质,提升土壤养分供应水平,优化细菌群落结构,提高柑橘产量和品质,其中,玉米秸秆覆盖可优先作为云贵高原柑橘园土壤的地表覆盖措施。

甘草柑橘皮果醋发酵工艺研究

以柑橘皮为主料,甘草为辅料,采用液态发酵法制备甘草柑橘皮果醋。先以总黄酮含量为指标,在单因素试验的基础上通过响应面法优化酒精液制备工艺;再在最佳酒精液制备条件下,以总酸含量和感官评分为指标,通过响应面法优化果醋制备工艺,并对其理化及微生物指标进行分析。结果表明:酒精液最佳工艺参数为酵母菌接种量0.5%(以原料液体积为基准)、原料液糖度16%、发酵时间9 d,在此条件下果醋总黄酮含量为5.37%。最佳果醋制备参数为醋酸菌接种量2.0%(以酒精液体积为基准)、发酵温度35℃、初始乙醇体积分数8.5%、发酵时间9 d,在此条件下果醋总酸含量为5.61 g/100 mL,感官评分为8.74,微生物指标符合相关标准要求。

柑橘果实矿质元素、活性物质含量特征及综合评价

【目的】通过对不同柑橘品种矿质元素、酚类物质含量及抗氧化性能的分析,筛选高营养价值的柑橘资源。【方法】以13个柑橘品种为试验材料,分析果实的8种矿质元素、总黄酮、总酚含量及3种抗氧化性能指标,采用相关性、PCA及热图聚类分析等多元统计方法对果实营养成分进行综合评价。【结果】果肉和果皮中8种矿质元素含量的变异系数分别为11.10%~41.26%和15.62%~46.23%,平均含量在果肉中从高到低为K>Ca>P>Mg>Na>Fe>Mn>Zn,果皮中排序为K>Ca>P>Mg>Na>Mn>Fe>Zn。柑橘是高K低Na水果,其中Ca、Mn在果皮中的含量高于果肉,而P相反。总黄酮和总酚含量均以酸橙最高,茶枝柑次高。采用抗氧化能力综合评价法得到排名前3的柑橘品种依次为酸橙、高橙、塔罗科血橙。通过PCA分析,得到3个主成分,累积贡献率为77.939%。【结论】柑橘矿质元素分布存在空间特异性,不同品种酚类物质含量存在较大差异,以酸橙、青瓯柑、媛小春和塔罗科血橙的矿质元素、活性物质含量较高。研究结果为柑橘优良品种的筛选、培育及功能食品的开发提供数据支撑和参考。