基于LAI测试的精确人造果树模型

精确人造果树为叶面积指数LAI和生物量测试提供固定、标准的参数,能避免真树受环境时空变化而参数改变的弊端。通过3D数字化仪(Polhemus Fastrak)采集真树的坐标(枝叶的位置、方向等空间结构参数),用独特的工艺,进行人造树模型的构建。根据多种方法的对照(图片、三维可视化、坐标误差分析)进行了经过多次、长时间多阶段(粗调、微调和整体精调3个阶段)的枝、干、叶调试,以达到仿真的效果。利用虚拟果树技术,与真树坐标、高度、叶面积、投影面积分布进行对比分析,人造树高度-累积叶面积(LAI)线性回归的决定系数R2为0.9892,人造树阴影面积-叶累积面积线性回归的决定系数R2为0.9973。人造树与真树轮廓外观尺寸相对误差在小于3%,叶子坐标误差服从正态分布。真树-人造树随高度变化的投影面积累积面积误差小于5%,累积投影面积误差为20%,它们在高度为0～65cm范围段稳定。

果树生物量的间接测量方法

以番石榴树为例,通过直接方法和虚拟果树技术相结合,探索地面果树生物量间接测量的方法.对果树的叶子和枝干编号后,利用3D数字化仪,采集果树在田间生长状态下的空间结构坐标,利用VC++并调用OpenGL 3D图形库,建立虚拟果树模型和虚拟环境,实现果树的树叶可视化、树枝可视化;用直接方法对果树的叶长、叶面积、叶干重、枝长、枝直径、枝干重等参数进行测量和统计;融合真果树生物量相关的参数到虚拟果树,进行分层截取,获取不同高度截面上果树的累积面积、投影面积、累积生物量等信息并进行统计分析.研究结果表明:直接测量与虚拟果树切割得到的面积-干重回归方程近似同一公式:Y=0.01X,R2均在0.988 6以上.直接测量的叶面积-叶干重线性回归R2大于0.946 5;枝干D2H-枝干干重Bb回归的R2为0.974 7;叶干重-枝干重线性回归的R2为0.894 1.

数据融合技术在果树仿形喷雾中的应用

为了对果树进行仿形喷雾,必须对果树的形态结构参数进行准确检测。该文通过图像处理技术检测果树的形态结构参数,并以果树树叶稀密程度为例,研究在图像处理时成像距离对树叶稀密程度检测的影响。为了消除上述影响,根据数据融合系统模型,采用BP人工神经网络对树叶稀密程度与成像距离进行数据融合处理。试验结果表明,数据融合值与理论值之间的相对误差最小值为0.19%,最大值为5.31%,数据融合值可以用于果树仿形喷雾系统的喷雾控制。

果树冠幅的检测机理研究

为实现果树仿形精确喷雾,需要检测果树冠幅,在分析果树冠幅检测机理的基础上,提出了隔行计算相对冠幅的方法。根据相对冠幅和成像距离之间的关联作用,建立了数据融合的系统模型。采用BP人工神经网络进行数据融合,并阐述了具体的数据融合处理过程。试验结果证明,相对冠幅和成像距离之间采用BP人工神经网络进行数据融合可行,通过数据融合处理,消除了成像距离对相对冠幅值检测的影响,融合值与相应的理论值之间的最大相对误差为1.14%。

一株不动杆菌次生代谢活性产物的抑菌作用及对果树病害的防治效果

采用菌丝生长速率法在室内测定了鲍曼菌素活性粗浸膏对梨黑斑病、轮纹病、炭疽病及草莓立枯病的毒力,并采用接种法测试了它对梨果实轮纹病的防治效果。结果表明:鲍曼菌素活性粗浸膏抑制梨黑斑病、轮纹病、炭疽病病菌菌丝生长的EC50值分别为0.022、0.027和0.079mg/L。用鲍曼菌素活性粗浸膏333～666mg/L对感染梨轮纹病的果实接种后的防治效果为84%～94%。

果树冠层参数实时检测系统

为了降低农药喷施环境污染和提高水果品质,实现果园果树仿形精确喷雾,建立了一套果树冠层参数的实时检测系统。该系统主要由作物识别系统、车辆姿态系统、主控单元和数据记录单元组成,采用CAN总线进行数据通信。对5棵临近的绿篱树进行了初步的靶标距离检测试验,试验重复3次。采用4个超声波传感器分时检测,拖拉机前进速度为0.3 m/s,系统采样速率为5次/s。试验表明,系统能可靠地按一定的采样速率,实时检测和记录系统载体车辆位置、姿态(地面平整度)和果树靶标的距离等数据,为精确仿形喷雾提供了一个较好的喷雾控制平台。

果树LAI快速检测的随机分布模型构建

目前对精确喷施机具本身研究较多,而对喷施对象—果树叶面积指数(LAI)的快速检测方面达不到与机具对接的要求。其中,LAI快速检测样机构建中,光学模型的构建是关键。针对果树具有单一、独立、冠层不规则、不均匀的特点,进行了计算机随机分布模型的仿真和LAI计算。基于从简单到复杂、一般到个别的原则,用VC语言构建了平面随机分布矩形叶子及其LAI测试界面。根据真实番石榴果树的具体参数如投影区域面积和叶宽度等进行匹配,构建随机分布计算分析模型,并应用在基于真树和人造树的虚拟番石榴树LAI计算中,得到虚拟果树阴影率的变异系数与合理采用数目的关系表,以及阴影率变异系数的合理采样数和置信度的关系表,为实际果树的阴影率和LAI测量提供预采样数和合理采样数。

果树外形的检测方法

在果园中进行精确喷雾时,对果树外形进行准确检测是很有必要的。为此,在分析果树外形检测机理的基础上,研究了基于超声波测距的果树外形检测方法。以3种树形为例,通过超声波传感器检测距离,得出3种理论树形。试验结果表明,以超声波传感器测得的水平距离数据作为描述果树外形的依据基本可行。所测的距离数据可作为控制喷雾机的参数之一。

自走式果园风送喷雾机的研制

针对我国果园施药生产现状,研制一种自走式果园风送喷雾机。该机包括底盘、传动系统、液压系统和作业组件;传动系统采用分路传动,并实现各传动装置独立工作;作业组件包括雾化装置、风送装置及控制系统等;同时完成果园喷雾机底盘的抗侧翻设计。试验考核和示范应用结果表明:该机性能稳定、作业顺畅,在喷雾压力1.0MPa、风机转速1 450r/min、行驶速度1.13m/s作业条件下,树冠内部枝叶正、反面平均有61.22%、20.9%的药液附着率,树冠外部枝叶正、反面平均有77.22%、37.17%的药液附着率。

绿色防控模式对热带果树害虫的控制潜能及其效益评价——以海南儋州特色果园为实证

以海南儋州特色果园荔枝、柚子等热带果树虫害绿色防控技术模式的试验和调查数据为例,对热带果树的绿色防控模式从控制潜能和环境经济学的角度进行对比分析评价。结果表明:绿色防控模式下柚子园内柑橘红蜘蛛、柑橘蚧壳虫、柑橘潜叶蛾及荔枝园内荔枝蒂蛀虫、荔枝蝽象、荔枝卷叶蛾、龟背天牛等优势害虫的控制效果明均显优于常规防控区;每667 m2果园实施绿色防控的柚子和荔枝的经济效益、社会效益、环境效益均比常规防治下有所增长,总效益分别增长1 603.8元和1 125.5元。因此,科学应用绿色防控集成技术,减少化学农药和化肥用量,改善生态环境,逐步增强天敌对优势害虫的控制能力,这在果树害虫生态控制中具有重要作用。

优良观赏果树榅桲的推广应用

榅桲的栽培具有悠久的历史,它具有较强的耐寒、耐旱、耐盐碱能力,适于我国北方大多数城市栽培;其树姿、叶片、花和果实均具有较高的观赏价值,是较好的观赏树种;同时,榅桲又具有很高的经济价值,是优良的果树。因此,在我国北方,榅桲具有很高的推广价值。

变量喷雾系统中果树冠幅检测方法研究

果树的变量喷雾系统要求快速实时地检测果树的冠幅,现有数字图像处理检测果树冠幅存在不能实现实时检测且误差大或者不能检测果树实际冠幅值的问题,本文用参照标准板与每株样本果树一起拍摄,通过求每张图像单位像素宽度的方法求取对应样本果树的实际冠幅;再将采用该数字图像检测的果树冠幅与采用手持激光测距仪检测的冠幅标准值作比较分析。试验结果表明:检测的50株样本果树中,74%的样本数利用图像处理方法所检测冠幅值与参考值的相对差值都小于20%,对果树冠幅数字图像检测值与标准值进行回归分析,R2=0.7406,因此,在变量喷雾系统中采用图像处理方式检测果树冠幅是可行的。

果农职业性花粉过敏状况调查

[目的]调查引起果农职业性花粉过敏的主要致敏源,并与春季花粉过敏症相鉴别。[方法]采用流行病学问卷调查,共发放问卷300份,筛选65例花粉过敏患者进行临床症状分析及体内特异性IgE的阴、阳性对照检查。同时进行果树种植区野外植被状况及空气花粉颗粒计数的调查。[结果]果树种植区蔷薇科植物花粉在居民室内外空气中的含量明显升高;有相关临床症状且皮内试验阳性者65例。致敏率高达24%,季节性发病时间与蔷薇科植物花粉的花期同步;经过相关抗敏治疗,有效率达93%。[结论]虫媒花花粉中的蔷薇科植物花粉是引起果农职业性花粉过敏的主要致病源,从病因上与其他春季花粉相关性疾病相鉴别。

安全合理使用农药防治果树害虫的专家系统

本专家系统立足于安全合理使用农药的理论基础,充分强调果树害虫防治中的风险控制机制,对农药的安全性作出综合评价,提供防治决策支持,信息查询等多种功能。

高职果树生产技术课程实践教学模式探索与实践

介绍了模拟承包实践教学模式的内涵,阐述果树生产模拟承包课程内容的设计、实施过程与实施效果。强调根据果树物候期及栽培管理关键节点安排授课时间,确保模拟承包管理工作及时到位,不误农时;改革课程评价方式,以过程考核为主,以工作绩效考核为辅,学生互评与教师评价相结合;模拟承包实践教学模式的实施,调动了学生主动参与专业实践的积极性,学生的综合能力得到显著提升。

能够抵卸异常气候变化的一种果树管理方法

根据8年来跟踪调研成果,果树辨证管理技术就是一种能够适应恶劣气候变化的果树管理新学科和新技术系统,这种技术已经在苹果、桃、枣、梨、杏、李子、葡萄等果树进行实践,证明它是具有普遍意义的管理方法。特别是它控制营养生长、促进生殖生长的机制,改变了“桃三杏四梨五年”的概念,表现出生态、早产、高产、低投入、管理简化、劳动强度大大降低等诸多优势。

东北地区野生果树资源种类调查研究

对东北地区的野生果树资源种类进行了系统调查,结果显示,东北地区共有野生果树110种,分别隶属于2门、23科、42属。这些野生果树形态、习性多种多样,有乔木、灌木、草本。而且除了果实或者种子可食外,还具有其他用途如作栽培果树嫁接砧木、药用、工业原料等。

果树叶片黄酮抗氧剂的分离及其作用研究

以北方常见果树叶片为原料,经碱性水溶液浸提、浓缩、乙醚萃取、乙酸乙酯二次萃取精制,获得果树叶片黄酮抗氧剂,对应不同种类的叶片收率从2.5%～6.8%,研究了果树叶片黄酮抗氧剂对猪油保存效果,结果发现其抗氧化作用显著。

基于LabVIEW的果树仿形喷雾控制的实现研究

在对果树实施机械化施药的过程中,为了降低药液的浪费和对环境造成的污染,实现均匀和精确的喷雾,利用LabVIEW平台,提出了对果树仿形喷雾控制的实现方法。一是采用超声波传感器阵列检测果树的冠层形状。二是根据检测的结果,得到喷头组的运动控制策略。喷头组中一个喷头的运动对应由一个步进电机拖动,一个步进电机对应由一个单片机控制。一个单片机对应分布式控制系统一个节点。PC机把控制策略通过RS485总线发布到各个节点,各个节点根据控制策略,启动喷头运动到相应的位置。三是按照预定的压力和喷量实施喷雾。该方法进一步提高了喷药的效率,增加了施药的可控性,从而降低对环境的污染,为植保机械提供了一个可以选择的解决思路。

基于物联网的果树高效节水灌溉系统建设及应用分析

山西省是严重缺水的省份之一,部分地区水井已打到地下300米,地下水资源面临枯竭的危险。全省各类果树种植面积60多万公顷,每年需大量灌溉用水。但由于落后的灌溉方式和设施等原因,导致水资源的严重浪费,同时增加了种植户的生产成本,严重制约了果业的发展。借助物联网技术建设现代果园水肥一体化自动灌溉系统将解决目前面临的困境,开创果业节水灌溉的新模式。