基于无人机遥感影像的多生育期冬小麦种植行检测方法

大田环境下小麦种植行的识别与定位对农机田间喷药和除草等任务的导航作业具有重要意义。以分蘖期和拔节期的冬小麦无人机可见光遥感影像为研究数据,结合深度语义分割和霍夫变换直线检测,提出了一种多生育期小麦种植行检测方法。采用SegNet深度语义分割提取小麦种植区域,克服传统检测方法对光照敏感的同时提高检测精度。基于霍夫变换的小麦种植行预检测结果,提出采用二分k均值聚类进一步提炼检测结果,以识别出小麦种植行区域的中心线。实验结果表明,对于分蘖期和拔节期的冬小麦图像,种植行直线平均位置偏差的绝对值分别为0.55、0.11 cm;平均角度偏差的绝对值分别为0.0011、0.00037 rad,检测精度与直线漏检率等指标都显著优于传统方法。研究结果为智能农机导航作业中的作物种植行检测提供了方法支持。

西北旱地马铃薯田土壤水分和产量对覆盖材料及不同种植行的响应

【目的】解决西北地区干旱频发,农业水资源短缺造成马铃薯产量低而不稳的问题。【方法】在陇中半干旱区设置大田试验,研究不同覆盖材料(地膜覆盖、秸秆带状覆盖)和秸秆覆盖带宽及种植带行数(覆盖带∶种植带60 cm∶60 cm、60 cm∶90 cm)对马铃薯田土壤水分动态变化和产量的影响。【结果】两个生长季,覆盖均能显著提高马铃薯全生育期0~200 cm土壤含水量。生育时期内,SM1(秸秆覆盖2行)、SM_(2)(秸秆覆盖3行)和PM(地膜覆盖)处理均以块茎膨大期增墒幅度最大。不同土层间,地膜覆盖明显较CK(露地平作)提高0~90 cm土层土壤水分,而秸秆带状覆盖在块茎形成期以前主要提高0~90 cm土层的含水量,在块茎形成期之后以提高90~200 cm的土层含水量为主。与CK相比,SM1、SM_(2)和PM处理均显著提高马铃薯产量16.0%~19.5%、10.0%~11.6%和27.1%~34.0%,水分利用效率提高10.7%~16.4%、10.1%~10.2%和21.4%~24.0%。两个生长季,覆盖显著增加了马铃薯单薯质量16.7%~17.5%,且单薯质量与产量极显著相关(r=0.83**)。【结论】秸秆带状覆盖和地膜覆盖均是半干旱雨养区良好的保墒增产的栽培技术,在秸秆资源丰富的地区,秸秆带状覆盖2行种植模式(SM1)是更适合当地绿色生产的覆盖种植模式。

种植行向对玉米茎叶形态建成与产量的调控效应

以玉米品种郑单958为材料,2012–2013年采用田间不同行向种植设计,研究了种植行向对玉米茎叶形态建成和产量的调控。结果表明,种植行向对玉米叶和茎的形态建成影响显著。与南北行向（N-S）相比,东西行向（E-W）显著促进了中上部叶片（第11~第17叶）的伸长,增加了叶面积,但对叶宽影响不显著。种植行向显著影响了玉米茎秆质量,E-W种植方式显著促进了植株中下部节间的伸长和增粗,增加了第9和第10节间单位长度干重和茎秆折断强度。种植行向对拔节期植株干重没有显著影响,但E-W种植方式在大口期至成熟期的单株总生物量积累显著高于N-S种植,同时促进了干物质由叶、茎向雌穗的转移,显著提高了收获指数。E-W种植方式显著增加了玉米千粒重,提高了产量。因此,华北地区E-W种植方式可显著促进玉米茎叶生长和植株干物质积累,增加粒重,提高收获指数,提高产量。

冬小麦不同种植行对秸秆覆盖响应的差异

为给玉米秸秆覆盖冬小麦的合理行数以及行距配置提供理论依据,研究了小麦不同种植行(行距20cm)对玉米秸秆覆盖的响应差异,分析了覆盖带宽及种植带行距和行数对小麦产量的影响。结果表明,秸秆覆盖对麦田0~10cm土壤表现出增温(返青、拔节和成熟期)和降温(抽穗和灌浆期)的双重效应,同时具有明显的保墒和促进植株干物质积累的作用,且随覆盖量的增加,覆盖效应呈先增后减趋势;产量、耗水量和水分利用效率对秸秆覆盖量的反应也表现出相同的趋势,但只有4 500kg·hm-2覆盖量处理的产量和水分利用效率显著高于CK(不覆盖)。在同一覆盖量下,秸秆覆盖对土壤温度、水分含量、干物质积累、产量、耗水量及水分利用效率的影响总体上随种植行离覆盖带距离的增大而减弱。在不同栽培模式中,以行距16cm、种6行、覆盖带宽35cm的模式产量最高。

核桃林间作不同种植行的花生生长差异研究

为探究核桃林间作花生种植行离树干的适宜距离,在核桃林间作花生条件下,以花生品种晋花10号和花育33号为材料,研究不同种植行花生生长发育、干物质积累、光合特性及产量的差异。结果表明,在6年生核桃林间作花生且花生种植行距树干<90 cm条件下,不同种植行花生的生长发育、干物质积累、叶面积指数及产量差异显著,随种植行与树干距离的增加表现出明显的生长优势;当花生种植行距树干≥90cm时,不同种植行花生的生长发育、干物质积累、叶面积指数及产量差异不大,生长优势明显,产量较高,晋花10号、花育33号种植行距树干90、120、150cm3个处理的平均理论产量比种植行距树干30cm和60cm处理分别增产34.43%和16.07%,24.36%和14.60%。由此可见,6年生核桃林间作花生种植行离树干90cm为最适间作距离。

葡萄种植行向对覆膜越冬膜下温度的影响

为消除葡萄东西行向种植双膜覆盖越冬膜上雪被不足的顾虑,2014—2015年冬季在新疆阜康进行了东西向、南北向膜下和土埋的温度逐日观测。结果表明,寒冷期最低温度东西向较高。整个冬季东西向有大于土埋的补偿温度,而南北向是低于土埋的亏缺温度。在-25.6℃的最低气温日,东西向是-3.0℃、南北向-5.4℃、土埋-4.6℃。经推算,在-37℃极端最低气温时,分别是-9.6℃、-13.6℃、-10.4℃。两种行向都经得住极端最低气温和长期低温的酷寒,东西向好于南北向。最高温度、平均温度也是东西向较高,温差则反之。10℃萌发生长的日期东西向比土埋提前37天,南北向提前35天。东西向还较南北向高产优质,生长旺盛。东西向因为优越的光照条件,可不再担忧雪被不足的问题。若采用篱架式南北向栽培,双膜越冬也是安全可靠的。

作物种植行自动检测研究现状与趋势

大田作物一般成行种植,以提高种植效率和方便田间管理。因此,作物种植行自动检测对于智能农机携带传感器拍摄影像实现自主导航、精准打药,乃至基于无人机搭载传感器拍摄高分辨率影像生成田间的精准管理作业单元都具有重要意义,是智慧农业管理的重要组成部分。本研究首先系统归纳总结了已有作物种植行自动检测方法,分析了Hough变换法、最小二乘法、绿色像元累积法、Blob分析法、滤波法、消隐点法等作物种植行提取方法的基本原理、发展现状与优、缺点;其次,针对已有研究,提出目前还存在的、需要探讨的科学技术问题,比如不同空间和光谱分辨率影像如何影响作物种植行提取的精度;怎样基于无人机识别不同空间分布特征的作物种植行并进行长势空间精准制图;如何构建标准化的作物种植行识别技术流程等;最后,针对种植行提取技术现状与存在的问题,提出未来的若干研究方向,包括能适应高杂草压力等复杂环境的作物种植行精准识别技术,以提高智能农机自主导航精度;能基于种植行识别结果进行作物长势精准制图,从而支撑田间精准分区的方法;耦合无人机遥感精准作物长势监测与智能农机作业的田间精准管理技术等。本文可为影像中作物种植行自动提取及其相关应用研究提供参考。

枣棉间作条件下棉花各种植行生长差异研究

在3年生枣树田间作棉花条件下,研究棉花距枣树的不同种植行的生长发育情况,为枣树成林前与棉花间作的种植模式提供理论依据。结果表明:在3年生枣树与棉花间作且棉花边行距枣树0.9 m以上条件下,不同种植行的生育期差异不大;棉花中间行较边行表现出生长优势,产量较边行高,但铃重、衣分和纤维品质无显著差异。

基于无人机多光谱影像的小麦封垄前种植行识别方法改进

【目的】为实现小麦精准管理,准确识别其种植行位置具有重要意义。本研究分别针对传统Hough变换法和绿色像元累积法存在的缺陷进行改进,并对改进前、后不同方法在小麦种植行识别上的精度进行对比分析,为小麦种植行精准提取提供技术支撑。【方法】本研究开展了小麦水、氮耦合试验,在小麦拔节前期,基于四旋翼无人机携带RedEdge M传感器获取小麦不同生长条件下多光谱影像。基于上述数据,首先采用超绿超红差分指数和Otsu方法对影像分割、分类,获取植被/土壤二值图;其次,采用3×1线型模板进行形态学开运算,降低边界不规则度并去除噪音;然后,结合无人机影像中小麦种植行排布特点,分别针对传统Hough变换法的峰值检测过程和绿色像素累积法的角度检测过程进行优化,提出改进的小麦种植行识别方法;最后,分别将两种方法改进前、后的识别结果与目视解译种植行位置结果进行对比,基于检出率和作物行识别精度(crop row detection accuracy,CRDA)评价4种方法的优劣。【结果】采用超绿超红差分指数与Otsu方法可以很好对植被/土壤进行分类,分类结果的总体精度达到93.75%,Kappa系数为0.87;形态学运算可以很好地去除图像噪声,减少后期种植行识别误差;改进后Hough变换法通过利用先验知识对峰值检测范围进行约束,有效提升了种植行检测精度,种植行平均检出率从30%提升至67%,CRDA平均值从0.22提升至0.44;改进后绿色像元累积法通过考察整幅影像的绿色像元累积特征,有效提升角度检测精度,种植行平均检出率从14%提升至93%,CRDA平均值从0.12提升至0.69;4种方法的识别精度从高到低依次为改进后绿色像元累积法、改进后Hough变换法、改进前Hough变换法、改进前绿色像元累积法。【结论】本研究较好地改进了传统种植行识别方法,为种植密度大、行间距小的小麦种植行识别提供了技术支撑。

种植行向对烤烟生长发育的影响

[目的]为了解不同种植行对烤烟生长发育的影响。[方法]以云烟87为试验材料,设置4种种植方式对烤烟生长发育进行了初步研究。[结果]东南-西北走向最有利于烤烟的生长发育和产量的提高。[结论]该研究可对烟草的种植行向改良进行指导,从而促进烤烟生长发育,提高烤烟的产量。

四湖地区不同种植行向棉花田间小气候效应初探

从改善江汉平原涝渍地棉田生态环境以及提高棉花产量与棉田间 (套 )作物的整体效益出发 ,着重研究了棉花不同种植行向增光、增温、减湿的田间小气候效应及其对生育性状与产量的影响。结果表明 ,若实行棉田间作套种 ,棉花在该地以东西行向种植为好。

作物种植行向对农田光照条件的影响

作物的田间小气候影响着作物的生长发育。该文通过对作物的种植行向观测结果进行统计分析,运用理论分析、图解法、理论计算法、实际观测等研究行向对农田中光照条件的影响。根据结论可以对作物的栽培行向进行改良,从而提高作物光照条件,有利于作物生长发育和产量的提高.

作物种植行向对农田光照条件的影响

作物种植是农业的一项基本工作,而作物种植的相关行向对农田光照条件会有一定的影响。因此,本文通过对作物的种植行向观测结果进行统计分析,运用理论分析、图解法、理论计算法以及实际观测等研究行向对农田中光照条件的影响。根据结论可以对作物的栽培行向进行改良,从而提高作物光照条件,有利于作物生长发育和产量的提高。

新疆1膜4行种植模式对新陆早82号农艺性状和结铃数的影响

为探究1膜4行种植模式对棉花农艺性状及结铃数的影响,揭示棉花的适宜株行距配置模式,于2023年在新疆昌吉回族自治州玛纳斯县开展大田试验。选取新陆早82号为供试材料,以传统的1膜6行种植模式[行距为(10+66+10+66+10) cm,株距为9.5 cm]为对照,设置1膜4行种植模式[行距为(66+10+66) cm,边行和中间2行的株距分别为7.3 cm和9.5 cm],分析比较不同种植模式下棉花的出苗率、株高、单株叶片数、单株果枝数、第一果枝节位、单株蕾数、单株结铃数、棉铃直径、收获密度、倒三果枝结铃数等。结果表明,在1膜4行种植模式下,棉花出苗率增加,边行棉花生长发育加快,蕾期边行棉花的株高、单株叶片数、单株果枝数、第一果枝节位和单株棉蕾数高于1膜4行中行和1膜6行。花铃期1膜4行边行棉花的单株果枝数、单株结铃数和棉铃直径显著高于1膜4行中行和1膜6行边行。吐絮期1膜4行模式下的单株结铃数和倒三果枝结铃数显著高于1膜6行。总体而言,1膜4行种植模式下新陆早82号出苗率增加,边行棉花长势向好,有利于创建高产群体以及全程机械化管理。

基于功能-结构模型的玉米大豆间作不同行向辐射分布研究

【目的】构建不同种植模式和行向的玉米大豆间作功能-结构模型,为解析玉米大豆间作系统的产量优势、生长发育规律及种植模式和行向对光截获、光分配和辐射利用效率的影响提供有力支持。【方法】基于不同种植模式的玉米大豆间作田间试验,解析种植行向如南北行向、东西行向、传统行向(梨树当地长期使用的种植行向,即南偏西40o)对作物生物量、产量和形态结构的影响,构建玉米大豆间作功能-结构模型,模拟不同种植模式和行向下作物群体生长发育和结构变化,量化种植行向对间作系统光截获量和辐射利用效率的影响,并探索玉米大豆间作高光截获量的最佳种植行向。【结果】玉米大豆间作系统的籽粒土地当量比(landequivalentratio,LER)南北行向最高(1.20±0.07),东西行向最低(1.16±0.09)。构建的模型较好地模拟了不同种植方式和种植行向下玉米和大豆的生长发育,与田间实测值相比,玉米株高、单株叶面积和冠层光截获系数的均方根误差(RMSE)分别为0.09—0.14 m、0.04—0.08 m^(2)·plant(-1)和0.07—0.12,大豆株高、单株叶面积和冠层光截获系数的RMSE分别为0.07—0.09 m、0.02—0.04 m^(2)·plant^(-1)和0.09—0.10。传统行向间作系统的累积光截获量最高,为(758.48±1.00)MJ·m^(-2),南北行向和东西行向的辐射利用效率比传统行向分别降低了7.18%、10.57%。【结论】间作种植可以提高玉米生物量和产量,降低大豆生物量和产量。玉米大豆间作种植模式中,种植行向对作物生长有显著影响,矮秆大豆通过改变叶片大小、节间长度和叶柄倾角规避高秆玉米的遮荫影响,以增加受光量和辐射利用效率,最终提高产量。种植行向对群体累积光截获影响较大,间作系统的辐射利用效率与累积光截获量均表现为传统行向>南北行向>东西行向。本研究有助于田间布局优化,为解释不同种植行向玉米大豆间作的光截获和光分配提供了数据支持。

玉米大垄双行种植群体冠层结构及其微环境特性的研究

采用大垄双行种植方式,对3种株型玉米分别在3种密度下建立不同的群体冠层结构:平展型品种'吉单159'密度分别为4.0,4.5,5.0万株/hm2,中间型品种'农大3138'密度分别为4.5,5.0,5.5万株/hm2,紧凑型品种'四密25'密度分别为5.5,6.0,6.5万株/hm2,并测定了群体冠层结构及其微环境特性.结果表明:3种株型玉米大垄双行种植的中层叶片的叶向值比正常种植的玉米叶向值小约3.0,'吉单159'和'农大3138'在大喇叭口期至抽雄期叶宽比正常种植的玉米宽0.5～1.0 cm;叶面积指数(LAI)在抽雄开花期至灌浆期比正常种植的玉米大0.1～0.3;大垄双行种植的玉米群体比正常种植的玉米群体中层叶片的透光率提高约10%,中下层叶片接受的PFD平均比对照增加100～160μE/(m2·s);冠层内CO2浓度有一定增加,具有明显的冠层和微环境优势.试验表明,大垄双行种植方式可使'吉单159'和'农大3138'的种植密度比正常密度增加0.5万株/hm2.

适宜机械化作业宽行种植的甘蔗肥料效应

根据适宜机械化作业的行距要求,对4个肥料处理在3个甘蔗品种上的施用效果进行分析。结果表明:沿用现农民习惯施肥方式不仅投入大,而且在甘蔗前期发芽、蔗茎伸长、糖分积累、甘蔗及糖产量等各方面都表现最差,投入、产出效率低下;单纯施用专用肥在甘蔗伸长盛期之前效果最好,但后期有脱肥现象发生,宜适当加量或补施;生物有机肥+追肥型专用肥的肥效缓释特点使得甘蔗后期不脱肥,尽管营养生长维持时间稍长,工艺成熟略晚,但总体的投入、产出比优于其他处理,具有很大的推广价值;不同品种的生长特点不同,产量构成的主因子也有所不同,应选择不同的肥料处理组合分类指导,进行科学的营养管理。

宽行种植模式对春玉米叶片生理特性及产量的影响

为探究西辽河平原地区宽行种植模式下春玉米叶片的生理特性,2015-2016年在内蒙古民族大学实验农场,以农华101为供试品种、当地农民常规种植模式为对照,在6×104株·hm-2、7.5×104株·hm-2和9×104株·hm-2种植密度下,研究宽行种植模式对春玉米叶片SOD、POD酶活性,MDA含量,SPAD值及产量的影响.结果表明,不同种植密度下宽行种植模式实测产量均显著高于对照,以7.5×104株·hm-2种植密度下产量最高,且增产幅度最大;SOD酶活性、POD酶活性各时期均高于对照,MDA含量均低于对照;SPAD值各时期均高于对照,除吐丝期外,均达显著水平.

宽行种植模式对春玉米叶面积、干物质及产量的影响

为探究西辽河平原地区春玉米高产高效栽培模式,本试验以农华101和伟科702为试材,在7.5万株/hm^2种植密度下,以常规种植(CK)为对照,研究宽行种植(KH)模式对春玉米叶面积、干物质及产量的影响.研究结果表明,宽行种植模式下,春玉米叶面积下降缓慢,生育后期单株叶面积显著高于对照,完熟期差异最大,分别较对照高32.26%(农华101)和31.43%(伟科702);干物质积累能力较强,生育后期单株干物质显著高于对照,完熟期差异最大,分别较对照高2.63%(农华101)和2.89%(伟科702);实测产量显著高于对照,分别较对照高7.81%(农华101)和5.56%(伟科702).可见,宽行种植可作为西辽河平原地区春玉米高产栽培模式之一.

胡萝卜垄作双行种植

胡萝卜营养丰富,耐贮藏,色美味鲜,是周年都能供应的蔬菜,我市张二宝2001年采用了垄作双行种植技术,每亩产量达4000千克,比普通种植高出1 000～1 500千克,收入高出300～400元,效益可观,其栽培技术介绍如下.