植株冠层几何形状对草地反射率的影响

本研究建立了一个反映植被辐射传输和几何光学特性的混合模型,以模拟半干旱地区天然草地的多波段反射率值。该模型引入一个几何相似性参数,用以描述植株冠层的几何形状对叶/枝角分布、阴影地面比例、冠层和地面各光学分量、冠层反射率和总反射率的影响。模型模拟值与研究区3个不同退化程度羊草草地的实测值较为吻合,而且退化程度越轻的草地,模拟效果也越好。对于中度退化草地,在高度与冠幅之比(chw)不变的情况下,当45°≤太阳天顶角sza≤75°时,不同几何形状植株的总反射率之间无显著差异;当0°≤sza<45°或75°<sza≤90°时,锥体与球体和柱体植株的总反射率之间有较显著差异;而球体和柱体植株的总反射率之间始终无显著差异。当chw由小到大变化时,以上结论基本不变。

基于Ray Tracing的数字植株冠层光照分布研究

针对植株冠层光照模型精度不高、采集效率低的问题,提出了一种基于Ray Tracing的数字植株冠层光照分布计算方法。首先,通过Kinect 2.0获取两种盆栽植株的三维点云,对其进行预处理和三维重建;其次,通过改进的光线跟踪技术模拟植株冠层光照分布;然后,分析了不同时刻模拟植株累计光强与真实植株实际光照强度之间的关系。实验结果表明:两种植株的模拟光强与真实光强的RMSE分别为0.187 2和0.118 5,因此该方法具有实时性和可行性,可以为植株提供较为科学合理的整形和修剪参考。

不同避雨栽培模式对葡萄主要病害的防治效果和植株冠层温湿度的影响

葡萄是浙江省泰顺县种植的主要水果种类之一,目前,共有8种不同的避雨栽培模式,由此,重点对其中3种进行讨论,分析它们对葡萄主要病害的防治效果及对葡萄种植品质和植株冠层温湿度的影响。经过研究分析发现,3种不同的避雨栽培模式都可有效避免葡萄植株被雨水淋到,对于控制葡萄的霜霉病、炭疽病和白腐病等病害的发生具有显著效果。同时,这3种栽培模式都可改善葡萄植株冠层的局部气候。这些结果充分说明,在泰顺县葡萄产区选择合适的避雨栽培模式可有效防治病害,调节植株冠层的温湿度,提高葡萄的生产品质。

基于冠层信息的马铃薯喷雾机喷杆高度控制系统研究

为解决喷杆式喷雾机在对马铃薯等茄科茄属作物进行喷施作业时喷杆相对作物冠层距离精确测量与控制问题,设计了一套马铃薯喷雾机喷杆高度控制系统。该系统采用二维激光雷达扫描田间马铃薯的植株冠层,根据种植模式对田间马铃薯植株进行冠层单元分割,通过融合姿态传感器的数据对雷达输出数据矫正,并基于中值滤波算法、移动最小二乘曲线拟合方法处理冠层点云数据,实时解算出喷杆相对冠层顶部的垂直距离信息,同时融合油缸位移传感器数据设计了双阈值喷杆高度调控策略,实现喷杆相对马铃薯冠层距离的精准调控。系统应用于3WP-1500型喷雾机,通过高度检测精度试验和高度调节试验测试了系统性能。试验结果表明,通过激光雷达检测作物冠层高度的最大相对误差为7.16%,平均相对误差为3.95%。高度调节试验表明,通过确定最优的调节阈值,可以有效降低喷杆高度调节误差,提高系统稳定性,测试高度调节标准偏差为21.81 mm,平均相对误差为3.08%,系统运行平稳,满足喷杆相对冠层距离自动控制需求。

甜樱桃植株不同冠层部位光合特性及果实品质的研究

在横断山北段台地选取5株甜樱桃植株,应用Li-6400XP光合测定系统和用CI-700AB/HR2000光纤光谱仪研究其不同植株冠层部位对生理辐射光谱、光合特性及果实品质的影响。结果表明:(1)甜樱桃树冠下层和内部表观量子效率(α)最高,且光补偿点(LCP)最低,对弱光的利用能力强,而在树冠上层和外层光饱和点(LSP)极显著高于下层和内部,利用强光的能力强。(2)甜樱桃植株冠层的生理辐射由树冠的下层至上层、以及由内部至外部逐渐增强,短波光所占比例增大,说明甜樱桃对环境强光和相对弱光都具有一定的适应能力。(3)甜樱桃植株树冠上层叶片的最大光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)、LCP和LSP均极显著高于下层,其光合同化以及代谢能力强;且生理辐射强、短波光多,利于甜樱桃果实可溶性固形物(TSS)、Vc及糖积累,但不利于有机酸积累。