基于改进HRNet的单幅图像苹果果树深度估计方法

针对苹果自动采收获取深度信息的实际需求,以及目前单幅图像深度估计算法存在的空间分辨率低和边缘模糊问题,提出一种基于改进高分辨率网络(High-Resoultion Net,HRNet)的单幅图像苹果果树深度估计模型。首先基于HRNet构建多分支并行的编码器网络,提取多尺度特征,并通过引入密集连接机制强化特征传递过程中的连续性;为了减少冗余特征造成的噪声干扰,使用卷积注意力模块在通道及像素层级对融合特征进行重标定,强化特征图结构信息。在解码器网络中,使用条纹细化模块自适应地优化特征图的边界细节信息,突出边缘特征,改善边缘模糊问题,最后经上采样生成深度图。在NYU Depth V2公共数据集和果树深度数据集上进行试验。试验结果表明,引入密集连接机制,添加卷积注意力模块、条纹细化模块均能提升模型性能。提出的改进HRNet网络在果树深度数据集上的平均相对误差、均方根误差、对数平均误差、深度边缘准确误差和边缘完整性误差分别为0.123、0.547、0.051、3.90和10.59,在1.25、1.252、1.253阈值下的准确率分别达到了0.850、0.975、0.993;在主观视觉上,改进HRNet网络生成的深度图有清晰的边缘以及较多的纹理细节。该方法在客观指标和主观效果上均有良好的表现。

苹果果树渗灌试验研究

1989到1991年对10年生国光和金帅苹果品种的果树进行的渗灌试验结果如下:1,能节水并可防涝;2,可增加土壤孔隙度,提高土壤养分含量;3,增加吸收根数量,促进树体的生长发育。座果率和单株(或单位面积)产量均比漫灌(对照)区高;4,到1991年,果品质量有了明显的改善;5,多孔陶土管成本低;6,田间管理方便。

秋栽苹果果树春季管理方法

1、苗干出土秋栽苹果树，冬季把枝干弯倒埋士防寒，春季应及时撤除防寒上，出土时期是树液开始流动后至叶芽膨大以前。出土过早易抽条，过晚则易伤萌芽。撤土一般可分两次完成。第一次先撤去约一半覆盖土，5-7天后再撤去剩下的覆盖土，并把苗干扶正扶直。

延安地区防治苹果树腐烂病药剂调查及田间防效试验

为了解延安地区防治苹果腐烂病药剂种类,筛选防治苹果树腐烂病高效药剂,为苹果树腐烂病绿色防控提供依据。首先调查了目前延安地区常用防治腐烂病的药剂种类。在调查基础上,以29 a生富士苹果树为试验材料,采用病疤刮治法,选用5种杀菌剂对苹果树腐烂病进行田间防效试验,以病疤复发率、防治效果、愈合度和愈合宽度为指标对药效进行综合评价。试验结果表明,使用0.5%小蘖碱(溃腐灵)水剂原液、1.8%辛菌胺醋酸盐水剂200倍液、新敌腐2代原液、6%嘧啶核苷类抗菌素(农抗120)15倍液、3%甲基硫菌灵(国光膜泰)糊剂125 g/m^(2)涂抹刮净的病疤后,病斑复发率依次为3.4%、6.8%、3.0%、4.0%、0;愈合度依次为28.25%、18.52%、47.11%、20.13%、50.55%;愈伤组织平均宽度为2.97 cm、1.88 cm、3.56 cm、1.64 cm、4.73 cm;防治效果分别为96.6%、93.2%、97.0%、96.0%、100%,均高于90%。综合药效评价,5种杀菌剂对防治苹果树腐烂病都有效果,其中3%甲基硫菌灵糊剂125 g/m^(2)综合效果最好,其次是新敌腐2代原液和0.5%小蘖碱水剂原液。本试验5种药剂均可作为生产中防治腐烂病应用药剂。

苹果树整形修剪需要遵循的五大原则

整形修剪2024年第3期整形修剪是苹果树栽培管理中重要的技术手段之一,是根据树体的生长特性,采用不同的修剪手段,将树体修整成特定的形状,充分利用光能和空间,使生产潜力和效能发挥到最大,实现早果、丰产、优质和高效。苹果树整形修剪需要遵循以下五大原则。

干旱胁迫对苹果树耗水特征和光合特征的影响

本研究分析了干旱胁迫、半根区灌溉和常规灌溉对长富2号苹果树生理活动的影响,旨在掌握干旱胁迫对苹果树耗水特征和光合特征的影响,为优化苹果树抗旱栽培管理策略提供科学依据。结果表明:相对于常规灌溉,干旱胁迫条件下苹果树峰值茎流速率、平均茎流速率及平均茎流活跃时间均显著下降;短果枝、中长果枝、果台枝叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著下降,但水分利用效率有所提高。

基于Stacking集成学习模型的苹果树逐日蒸散量模拟研究

为准确模拟苹果树逐日蒸散量,以支持向量机(SVM)、多层感知机(MLP)、随机森林(RF)和梯度提升决策树(GBDT)为初级学习器,以多元线性回归(MLR)为次级学习器,基于Stacking策略建立集成学习模型(LSM),将LSM模型的模拟精度与MLR、SVM、MLP、RF、GBDT模型的模拟精度进行对比。结果表明,影响苹果树蒸散量的主要因子为日平均太阳辐射、相对湿度、风速、温度和日序数,最大互信息值分别为0.97、0.72、0.63、0.62、0.60,表层土壤温度及土壤含水率对蒸散量的影响较小。相比于MLR、SVM、MLP、RF、GBDT模型,LSM模型的模拟精度最高,MLR模型的模拟精度最低;使用日平均太阳辐射、相对湿度、风速、温度及日序数5个特征参数在准确模拟苹果树蒸散量的同时,还能降低特征的获取成本。研究结果可为苹果树逐日蒸散量的精准模拟提供有效方法。

基于无人机多光谱遥感的苹果树冠层SPAD反演

为探讨利用无人机多光谱遥感影像监测苹果树冠层叶绿素含量的可行性,以南疆矮砧密植苹果树为研究对象,利用无人机获取试验区多光谱影像,选取10个植被指数,分析所选植被指数与实测SPAD值的相关性,将与SPAD相关性较好的7个植被指数作为模型的输入变量,利用机器学习构建一元线性回归、偏最小二乘回归、支持向量机回归、随机森林回归和岭回归的苹果树冠层SPAD反演模型,通过精度检验确定最优模型.结果表明,7个植被指数NDVI,EVI,SAVI,OSAVI,GNDVI,RVI,GRVI与SPAD具有较好的相关性,相关系数为0.4~0.7,均在P小于0.01水平上极显著相关.采用随机森林回归建立的模型表现最优,其建模集R 2为0.728,RMSE为2.292,RPD为1.920;验证集R 2为0.702,RMSE为2.527,RPD为1.832.因此,基于无人机多光谱遥感的RF模型可以实现苹果树冠层SPAD的快速准确估算.

不同灌溉量对矮化密植苹果树生理特性和苹果产量及品质的影响

【目的】研究不同滴灌量对苹果生理特性和苹果产量及品质的影响。【方法】以新疆阿克苏地区的矮化密植苹果树为研究对象,设置3种滴灌量处理,即:低水W 1(灌溉定额为216 m^(3)/667m^(2));中水W_(2)(灌溉定额为249 m^(3)/667m^(2));高水W_(3)(灌溉定额为282 m^(3)/667m^(2));漫灌为CK(灌溉定额为750 m^(3)/667m^(2))。利用TDP插针式茎流仪测定苹果树茎流速率、Li-6400便携式光合测定仪测定叶片光合参数、HOBO小型气象站采集气象数据、ECH_(2) O水分探头测定-20、-40、-60和-80 cm土壤含水量;测定苹果产量指标(单果重、纵径、横径、果形指数)和品质指标(可溶性糖、总酸、K、Ca、Na、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn含量)。【结果】不同灌溉处理茎流速率表现为CK>W_(3)>W_(2)>W 1,不同月份平均茎流速率排序为7月>8月>6月>9月。净光合速率和蒸腾速率均随灌溉量的增加呈先增大后减小的趋势,W_(2)处理的水分利用效率较高。影响苹果树茎流速率的主要气象因子是太阳辐射和大气温度,30~50 cm土层是滴灌灌溉的重要区域。随灌溉量的提高,产量逐渐增加,但W_(2)、W_(3)和CK无显著差异性。灌溉水利用效率随灌溉量增加呈先增大后减小的趋势,W_(2)的灌溉水利用效率最大,较对照CK高出65.59%。W_(2)处理为最佳处理,但在干旱区可以适当多灌溉以提高其产量。【结论】新疆阿克苏地区矮化密植苹果树最佳灌溉处理为W_(2)处理,灌溉定额为249 m^(3)/667m^(2),全年灌溉次数为11次,7月蒸发量较大应及时灌溉。

基于SERS的苹果树腐烂病原菌早期侵染检测

为了早期诊断由黑腐皮壳真菌(Valsa mali Miyabe et Yamada)引起的苹果树腐烂病,该研究基于表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman scattering,SERS)技术,以腐烂病菌丝、病原菌丝侵染的苹果树和健康的苹果树枝作为研究对象,结合S-G平滑和迭代自适应加权惩罚最小二乘法进行拉曼光谱预处理,经解析发现病原菌丝与染菌样本在1 598、1 595 cm^(-1)和2 930、2 925 cm^(-1)附近敏感谱峰明显区别于健康样本。重复试验分析发现,病原菌侵染可致寄主特征谱峰偏移以及谱峰强度改变:健康样本在1 286 cm^(-1)附近的特征峰随病原菌的侵染偏移至1 365 cm^(-1)附近;健康样本在1 286与1 587 cm^(-1)附近的谱峰强度比值小于0.5,染菌样本在1 365与1 595 cm^(-1)附近的谱峰强度比值大于0.5,而菌丝在1 327与1 598 cm^(-1)附近的谱峰强度比值大于1.0;1 595 cm^(-1)附近谱峰强度因染病而增强。构建BP神经网络模型进行早期染病样本的快速判别,识别率达90%以上。研究表明SERS技术结合BP神经网络可以准确识别苹果树腐烂病原菌丝,从而进行苹果树枝腐烂病的早期诊断,为植物病害的早期快速诊断和病害发生预警提供了研究思路和有效手段。

水肥一体化技术在干旱区苹果树生产中的应用

苹果树种植过程对水分的需求量较大,在干旱区苹果树生产中应用水肥一体化技术,将节水灌溉技术与施肥技术结合,不仅可以保证充足的养分供给,满足苹果树生长发育的需要,能够提高水资源与肥料利用效率,增加苹果树的经济效益。基于此,文章对水肥一体化技术进行概述,论述了该技术的应用优势及其在干旱区苹果树生产中的应用要点,并探讨具体的应用措施,旨在发挥该技术的应用价值,有效提高苹果产量与品质。

基于改进U-Net的冬季休眠期矮化苹果树修剪枝条分割方法

针对冬季休眠期矮化苹果树果园修剪中人工修剪及半自动化修剪作业效率低的问题,在U-Net网络模型基础上,通过VGG16与U-Net结合构建改进的U-Net网络模型,采用VGG16作为上采样特征提取网络,运用注意力机制SEnet增强图像特征提取能力,提升分割精度,进而与下采样提取的图像特征进行融合,实现端到端图像分割效果。结果表明,测试集上SE2网络模型(改进U-Net网络模型)的MIo U、MPA均大于原始U-Net网络模型;在SE2网络模型中,当r=8时测试集的MIo U、测试集的MPA、训练集的F_(score)、测试集的F_(score)均最大,分别为89.59%、94.17%、0.942806、0.944506;在试验台上对SE2网络模型(r=8)进行性能验证,表明SE2网络模型(r=8)分割性能较好。

基于多光谱无人机不同飞行高度下苹果树冠幅信息的提取

【目的】利用无人机多光谱影像分割并提取苹果树树冠冠幅信息,实现无人机遥感技术监测苹果树树冠信息,并分析无人机飞行高度对冠幅提取精度的影响。【方法】利用大疆精灵4多光谱无人机分别获取30、60和90m飞行高度的苹果树多光谱影像,经大疆智图(DJI Terra)软件处理生成DOM和DSM影像数据,利用多尺度分割法和阈值分类对苹果树树冠进行分割并提取目标树的东西、南北冠幅值,以目视解译分割树冠和实地测量的100株果树冠幅值为参考进行精度验证。【结果】30 m飞行高度的单木树冠分割准确率为84.00%,东西、南北冠幅平均提取精度为91.15%,平均R^(2)为0.7859,平均RMSE为0.2166 m;60 m飞行高度的单木树冠分割准确率为81.00%,东西、南北冠幅平均提取精度为90.31%,平均R^(2)为0.7376,平均RMSE为0.2416 m;90 m飞行高度的单木树冠分割准确率为73.00%,东西、南北冠幅平均提取精度为88.88%,平均R^(2)为0.7102,平均RMSE为0.2676 m。【结论】利用多光谱无人机遥感技术可以实现对苹果树树冠信息的监测;飞行高度对提取结果有一定的影响,随着无人机飞行高度的增加,单木分割准确率和冠幅提取精度逐渐降低。无人机遥感技术成本低、快速、准确,可以提高果园的管理效率。

苹果树腐烂病发生及新型防治药剂筛选

【目的】研究苹果树腐烂病的发生情况并筛选新型防治药剂。【方法】于2021年4~9月定点定期调查新疆生产建设兵团第五师81团(新疆双河市)蜜脆苹果示范园苹果树腐烂病发生情况,分析病斑扩展规律,在苹果幼果期、果实膨大期喷施3种浓度的氨基寡糖素进行免疫诱抗,在春季、夏季采用刮治法、涂干法对已发病病斑进行助剂校正和药剂复配试验,观察病斑的复发情况并计算防治效果。【结果】2021年4月和5月2个月的新生病斑数占整个生长期新生病斑数的91.28%。4~6月病斑扩展量占整个生长期病斑扩展量的77.14%;在苹果树的幼果期和果实膨大期喷施氨基寡糖素能够诱导寄主产生抗性,对腐烂病的防效分别为88.89%、91.67%;化学药剂添加助剂后有利于提高防效,戊挫醇200倍液+透翠100倍液和代森铵200倍液+透翠100倍液等2种处理对腐烂病的防效均为87.5%;化学药剂和生物药剂复配后防效最高(防效达81.2%),配比为戊唑醇200倍液与枯草芽孢杆菌200倍液5∶1;枯草芽孢杆菌200倍液与代森铵200倍液1∶2的处理防效为75.2%,戊唑醇200倍液与枯草芽孢杆菌200倍液1∶5处理防效最低,防效为69.2%。【结论】2021年在4~6月病斑新增和扩展的高峰期进行预防,在幼果期喷施氨基寡糖素500倍液可有效提高苹果树势,增强对腐烂病的抵抗力,在刮除病斑后涂抹戊挫醇200倍液+透翠100倍液、代森铵200倍液+透翠100倍液、施用戊唑醇200倍液与枯草芽孢杆菌200倍液按照5∶1的配比可有效降低苹果树腐烂病的发生和复发。

基于改进轻量化网络MobileViT的苹果树叶病害识别

针对传统的苹果树叶病害识别模型准确率低,参数数量多和移动端部署困难的问题,提出了一种基于改进轻量化网络MobileViT的的苹果树叶病害识别方法。该网络模型以MobileViT作为主干网络,高效编码全局信息,同时引入MV2模块编码局部信息,将原MobileViT网络结构中的Swish激活函数替换为SMU激活函数提高网络性能,并在全连接层后添加Dropout层防止数据过拟合。针对常见的多病症叶片、锈病叶片等苹果树叶病害进行识别。试验结果表明,改进后的MobileViT相对于其他轻量级网络识别准确率高,相对于重量级网络更轻量、反应更迅速,测试集识别的准确率达到95.73%,参数数量所占显存空间仅为5.6 MB,单张苹果树叶病害图片的响应时间为4.32 ms。最终将模型部署在在移动设备,落地实现成为可能。

多光谱无人机不同飞行高度下苹果树高的提取

【目的】利用多光谱无人机影像快速、准确、无损的获取苹果树高信息,实现无人机遥感技术对苹果树生长状况的监测,并分析无人机飞行高度对树高提取结果的影响。【方法】利用大疆精灵4多光谱无人机分别获取30、60和90 m飞行高度的苹果树无人机影像,经大疆智图(DJI Terra)软件处理生成DOM和DSM影像数据,基于生成的DOM和DSM,利用克里金插值法生成研究区DEM,将DSM和DEM作差生成苹果树CHM提取树高,与实地测量的果树高值进行回归分析和精度验证。【结果】30 m飞行高度平均树高提取精度为88.49%,R^(2)为0.8378,RMSE为0.4031 m;60 m飞行高度平均树高提取精度为74.72%,R^(2)为0.6577,RMSE为0.8846 m;90 m飞行高度平均树高提取精度为56.20%,R^(2)为0.5273,RMSE为1.4767 m。【结论】利用多光谱无人机遥感技术可以实现对苹果树高的提取,提取精度随着无人机飞行高度的增加而降低,30 m飞行高度提取结果最佳,90 m飞行高度提取结果最差。在合适的飞行高度内,多光谱无人机遥感技术可以快速、准确、无损的实现对果园果树生长状况的监测,提高果园的管理效率。

贝莱斯芽孢杆菌SY01诱导苹果树抗性基因表达及其脂肽类抑菌物质分析

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)SY01对苹果树腐烂病菌(Valsa mail var.pyri)SW5具有较强的抑制作用。为探明其对苹果树腐烂病的作用机理,本研究采用荧光定量PCR检测菌株SY01对苹果树抗性关键基因表达的影响。并通过脂肽类抑菌成分合成基因的扩增比对与UPLC-Triple TOF-MS/MS相结合的方法初步分析菌株SY01中脂肽类抑菌物质成分。结果表明,在菌株SY01诱导下,苹果树的5种关键抗性相关基因的表达峰值时间存在差异,其中MdNPR1、MdPDF1、MdPR2、MdPR4分别在24、72、72和48 h达到峰值,而MdPR1在0~96 h之间呈现持续上调的趋势。菌株SY01的抗菌脂肽粗提物在20~40℃和pH为7的条件下具有较强的抑菌活性,并对自然光和紫外线照射有较好的适应能力。脂肽类抑菌物质合成基因的扩增比对分析结合UPLC-Triple TOF-MS/MS的结果表明,菌株SY01可通过产生Iturin、Fengycin、Surfactin等抗菌次级代谢产物来抑制菌株SW5的生长。综上所述,菌株SY01能够通过诱导苹果树关键抗性基因的表达,以及分泌抗菌次级代谢产物来抑制苹果树腐烂病菌的生长,从而实现对苹果树腐烂病的防治。

西藏林芝苹果树病虫害及综合防治技术

西藏林芝苹果种植广泛、品质好,但是病虫害等因素会造成其产量降低、品质下降。为了提高林芝苹果的品质、产量以及生产价值,综合文献资料并结合工作经历和学习经验总结了林芝苹果常见的病虫害,并针对不同病虫害提出了相应的化学、物理及生物防治方法,总结了合理施肥、科学管理、动态监测、控花控果、精确施药等苹果病虫害防治要点,以供果农参考。

基于生命周期评价的苹果树修剪枝条堆肥处理环境影响及经济效益分析

利用生命周期评价方法分析了苹果树修剪枝条堆肥处理模式的环境影响,并分析其肥料化潜力与经济效益,对枝条处理各环节进行污染物排放评估,为苹果树修剪枝条肥料化处理工艺的改进提供参考。研究结果表明,苹果树修剪枝条堆肥处理过程中,每处理功能单位苹果树枝条产生污染物总量76.0219 kg,其中二氧化碳排放量占总排放量的96.79%,全球变暖对环境的影响高于酸化与富营养化;粉碎包装、熟化灭菌、粉碎和堆肥阶段产生的污染物气体排放量分别占总排放量的38.26%、27.22%、21.04%和10.85%;苹果树修剪枝条堆肥处理的生产成本515元/t,经济效益285元/t,每处理1 t苹果枝条生产的有机肥,可替代尿素、过磷酸钙、硫酸钾的量分别为61.3、120.0和13.2 kg。

苹果树栽培管理技术与稳产高产措施

苹果属蔷薇科,中国苹果种植产区较多,需求广泛,中国是世界第一大苹果生产和消费国家,中国苹果产区主要集中在山东、河南、陕西、山西、辽宁、河北和甘肃等省份。目前,中国苹果种植存在栽培管理技术应用程度较低、病害、虫害、冻害等方面预防不足等问题,无法保证果树稳产和高产。因此,有必要结合实际苹果树种植问题,进行栽培管理技术应用,研究稳产高产保障措施,不断提高果树产量。