基于激光扫描3D图像的植物亏水体态辨识与萎蔫指数比较

为实现植物水分状况的非接触式测量,最大程度减少测量对植物生长的影响,该文采用非接触式激光扫描测量方法获取植物叶片三维形态信息,通过测量植物叶片的体态萎蔫特征反映植物亏水胁迫状况。运用微分几何算法、二维傅里叶谱分析法、垂直投影叶面积法以及标准差法分别定义了4种植物萎蔫指数:基于微分几何算法的萎蔫体态指数、基于二维傅里叶谱分析的萎蔫指数、基于垂直投影叶面积的萎蔫指数和基于标准差方法的萎蔫指数,定量刻画植物萎蔫状态。试验分析了萎蔫指数的日变化过程,通过与植物茎秆直径的比较,得出定义的指数可以有效表征植物水分的结论。结合环境参数(太阳全辐射和环境温度)进行了相关分析,研究环境对植物水分的影响。最后比较了4种萎蔫指数刻画萎蔫状态的有效性。研究结果表明:萎蔫指数(以萎蔫体态指数为例)与太阳全辐射、环境温度和茎秆直径均线性相关,决定系数分别为0.736、0.785和0.845。4种指数比较中,萎蔫体态指数、基于二维傅里叶谱分析的萎蔫指数、基于垂直投影叶面积的萎蔫指数刻画叶片萎蔫效果相似,这3种指数与植物茎秆直径的线性相关系数分别为0.841、0.849、0.800。相比之下,基于标准差的萎蔫指数刻画萎蔫效果较差且与茎秆直径相关性也较低(R2=0.640)。该研究可为植物水分状况的非接触式测量提供一种有效的方法。

基于3-D图像的植物亏水胁迫萎蔫体态辨识方法

萎蔫现象是植物亏水胁迫环境下表现出的一种生命特征。为了定量辨识植株的萎蔫体态,在应用激光扫描装置快速获取植株3-D图像基础上,定义了4种萎蔫指数,即叶面卷曲统计指数、叶片形心的高斯曲率、基于形心切平面的叶尖投影以及叶片边缘投影求和平均。实验方法将叶片萎蔫程度分为5个等级水平（LS1~LS5）,通过逐一检验每种定义的萎蔫指数是否具有单调性得出可应用性结论。实验结果表明距离投影算法满足萎蔫指数的单调要求,尤其是叶片边缘投影求和平均萎蔫指数具有更好的鲁棒性。

基于3-D数据的叶片萎蔫形态辨识方法

以西葫芦为试验对象,采用非接触式激光扫描获取植物叶片3-D形态信息,运用微分几何算法、二维傅里叶谱分析法、垂直投影叶面积法以及标准差法定义了4种植物萎蔫指数(TB_3D、RLWI-2DFT、RTPLA和RSD)用来定量刻画植物萎蔫状态。试验结果表明萎蔫指数能够很好地定量刻画植物萎蔫形态。其中TB_3D与太阳全辐射量、大气温度线性相关,决定系数取值范围分别为[0.710,0.721]和[0.513,0.589]。TB_3D与茎秆直径线性相关,决定系数为0.845。最后通过比较4种萎蔫指数刻画萎蔫状态的相关性,两两间决定系数大于0.736,结果表明4种指数的萎蔫表征效果基本一致。

基于三维机器视觉的植物叶片萎蔫预测模型

采用基于激光斜射测距原理的三维扫描装置实时获取植株三维图像,从中提取叶面卷曲统计指数、分形维数和二维傅里叶变换直流分量作为萎蔫指数来定量研究植物的萎蔫程度,采用西葫芦、葫芦、南瓜及秋葵4种植物的嫩叶期体态变化检验了3种萎蔫指数与萎蔫程度的相关性,结果表明:3种萎蔫指数与萎蔫程度均具有较好的相关性,相关系数都达到了0.82以上。在此基础上,运用SPSS软件建立了3种萎蔫指数与环境饱和水气压差VPD及光合有效辐射的多元线性回归统计模型。

基于叶片分形维数的植物亏水胁迫萎蔫体态测量方法

该文借助基于激光斜射测距原理的3D扫描装置,快速获取西葫芦叶面形态的原始信息,在此基础上通过叶面形态的变化达到研究植株亏水胁迫的目的。定义了叶面分形维数作为刻画叶片萎蔫形态的量化指数——萎蔫指数。根据不同萎蔫程度(10个萎蔫水平)的叶片形态3D测量数据,对分形维数所定义的叶片萎蔫指数分别结合土壤温度与光照强度分析了统计相关性。试验结果表明:在保持田间持水量不变条件下,叶面分形维数满足萎蔫状态的单调变化趋势;激光扫描是获取叶面形态的有效方法;叶片的分形维数(萎蔫指数)与土壤温度、光照强度都成负相关性,并以分形维数为因变量,土壤温度和光照强度为自变量,得出了三者之间多元回归模型。由此可得:以分形维数定义的叶片萎蔫指数可以作为精准节水灌溉的一个控制指标,有效指导节水灌溉。

瓜类枯萎病菌粗毒素的致萎作用及其钝化研究

通过试验对瓜类枯萎病菌进行了产毒培养基的筛选,测定不同枯萎病菌菌株产毒能力,以及12种化合物对甜瓜枯萎病菌毒素的钝化作用。研究结果表明:改良的理查培养液最适于枯萎病菌的生长,其粗毒素对幼苗的致萎作用最强,并随着处理浓度的增加呈规律性变化;不同枯萎病菌菌株粗毒素对甜瓜幼苗的致萎作用差异显著;KMnO4、ZnSO4、VB6、VB1、CuSO4、CaSO4和MnSO4等均可不同程度地钝化甜瓜枯萎病菌毒素使其毒性降低。

烟草低头黑病菌毒素的研究(Ⅰ)

对烟草低头黑病菌 (Colletotrichumcapsici(Sdy)Bulter&Bisbyf.nicotianaeG .M .Zhang&G .Z .Jiang)无菌培养毒素滤液进行生物测定 ,筛选强产毒菌株和最佳产毒条件。结果表明 :① 8株烟草低头黑病菌皆能产生对烟草NC82有致萎作用的毒素类物质 ,以菌株C -Ⅲ - 1产毒最强 ,萎蔫指数达到 98.33% ;C -Ⅰ - 1和C -Ⅱ - 1产毒最弱 ,萎蔫指数仅为 4 0 .0 0 %左右。②以C -Ⅴ - 1为目标菌株对病菌产毒条件进行测定 ,得到最佳产毒模式 :pH =6 ,2 5℃或30℃ ,PDB培养基中连续黑暗振荡培养 13d。③活体植株浸根法作为烟草低头黑病菌毒素的生物测定跟踪方法是较适宜的。

花生种质苗期耐旱性鉴定与综合评价

近年来辽宁地区逐渐成为优质花生产区,以其低含量的黄曲霉菌而闻名,而苗期干旱是制约辽宁省花生生产的主要因素之一,严重影响花生产量的稳定和品质的提高,生产上筛选耐旱性强的品种尤为重要。选取辽宁地区选育或大面积种植的23份花生种质,培养至第4片真叶展开,取出根部,采用20%PEG6000模拟干旱胁迫处理,考察不同花生种质的耐旱性,通过分析干旱胁迫和正常水分处理下花生的离体叶片失水速率、相对植株鲜重、伤害率和植株萎蔫指数等指标变化,探究不同花生幼苗对干旱胁迫的响应。结果表明:各种质离体叶片失水速率在8.4~11.4mg·g-1·s-1之间,最大的为NH23,最小的为NH20;相对植株鲜重在66.83%~82.77%之间,其中最大为NH14,最小为FH18;叶片伤害率在7.31%~43.45%之间,其中最大为NH16,最小为NH13;植株干旱胁迫下各种质呈现出不同程度的萎蔫状态,其中FH18、FH24、BS1016和NH11萎蔫程度最大,萎蔫指数为4.17,NH5萎蔫程度最小,萎蔫指数为2.85。综合以上各个指标,采用隶属函数法进行耐旱指标的综合评定,鉴定出强耐旱种质NH5、HY22,其平均隶属函数值分别为0.884和0.833,干旱敏感种质为NH16、FH18,平均隶属函数仅为0.288和0.304。研究结果可以为花生耐旱机制的研究提供理论依据,同时可以为耐旱花生品种选择提供参考。

抗、感大豆品种对尖镰孢根腐病菌侵染及毒素的反应

为了进一步明确大豆抗感品种对根腐尖镰孢的抗病机制,通过透射电镜和形态观察分析了尖镰孢(M38)侵染及产生的毒素对抗感大豆品种的影响。研究表明大豆幼苗胚根经粗毒素处理后,抗病品种‘东农56’幼苗胚根生长没有显著差别,但显著抑制了感病品种‘黑农53’胚根的伸长和侧根的生长;尖镰孢毒素高浓度和低浓度(V粗毒素∶V无菌水=1∶0和1∶15)对抗感品种的致萎能力无显著差异,高浓度处理平均萎蔫指数为100,低浓度处理为17.9~18.1左右;但中等浓度(V粗毒素∶V无菌水=1∶1,1∶5,1∶10)对于感病品种的致萎作用更大;同时,发现尖镰孢侵染感病大豆品种根内侵染量要明显多于抗病品种,且感病品种组织中菌丝的直径明显大于抗病品种,都出现很明显的质壁分离和细胞壁加厚的现象。