Research on Forecasting Flowering Phase of Pear Tree Based on Neural Network

Predicting the blooming season of ornamental plants is significant for guiding adjustments in production decisions and providing viewing periods and routes.The current strategies for observation of ornamental plant booming periods are mainly based on manpower and experience,which have problems such as inaccurate recognition time,time-consuming and energy sapping.Therefore,this paper proposes a neural network-based method for predicting the flowering phase of pear tree.Firstly,based on the meteorological observation data of Shijiazhuang Meteorological Station from 2000 to 2019,three principal components(the temperature factor,weather factor,and humidity factor)with high correlation coefficient with the flowering phase of pear tree are obtained by using the principal component analysis method.Then,the three components are used as input factors for the BP neural network.A BP neural network prediction model is constructed based on genetic algorithm optimization.The crossover operator and mutation operator in the adaptive genetic algorithm are improved.Finally,the meteorological sample data from 2013 to 2019 are used to test and verify the algorithm in this paper.The results demonstrate that,the model can solve the local optimization problem of the BP neural network model.The prediction results of the flowering phase of pear tree are evaluated in terms of relevance and prediction accuracy.Both are superior to the traditional effective accumulated temperature and the prediction results of the stepwise regression method.This method can provide more reliable forecast information for the blooming period,which can provide decision-making reference for improving the development of tourism industry.

新疆部分本地梨品种花器官表型与花药内源物质差异分析

【目的】掌握不同品种间梨花的特性,探讨花药内源物质含量的差异,为授粉树的合理配置及花期外源激素的施用提供参考依据,以进一步提高梨的品质。【方法】以24个新疆本地梨品种为试验材料,观测、分析梨花器官的形态多样性,采用酶联免疫吸附分析法(ELISA)测定花药中生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、可溶性糖及可溶性淀粉的含量,并进行差异分析。【结果】供试的24个新疆本地梨品种以浅粉红花蕾、淡紫色花药、柱头高于花药、花瓣相对位置无序、圆形花瓣、花柱基部有茸毛类型居多,6个性状的Shannon-Weaver指数范围为0.529~2.476,花药颜色多样性指数较高,多样性丰富。每花序花朵数、雄蕊数、花冠直径和单花药花粉量的多样性指数范围为2.497~2.993,变异系数分别为26.65%、9.40%、17.10%、56.54%,雄蕊数的稳定性高于其余性状。成熟花药中内源物质含量均存在显著差异,GA3含量最低,可溶性糖含量最高。【结论】描述型性状中,花药颜色多样性最为丰富;数量型性状中,单花药花粉量变异程度最高。成熟花药中IAA含量存在显著差异,GA3、ABA、CTK、可溶性糖、可溶性淀粉存在极显著差异。在成熟花药的内源物质中可溶性糖含量最高,可溶性淀粉次之;内源激素IAA含量最高,GA3含量最少。初步掌握了梨花器官丰富的多样性,了解了不同品种成熟花药内源物质差异。

花期高温香梨园坐果影响因素及后续管理措施

【目的】梨树花期如遇气温高,梨花受粉时间缩短,导致授粉受精不良,影响生产,为此,分析探讨在花期高温情况下树形、授粉方式、小环境、防雹网对香梨坐果率的影响及相应的防范对策,以指导农户正确应对。【方法】调查新疆生产建设兵团第一师范围内9个团镇香梨园在花期高温条件下的坐果情况,分析不同树形、不同授粉方式、不同微环境对香梨花期坐果的影响。【结果】与香梨坐果率相关的因素其影响程度从重到轻依次为花期气候、授粉品种搭配、授粉方式、田间管理、园地生态环境。【结论】提出了香梨花期遇到高温后的栽培管理措施,以降低梨园损失,促进香梨高效生产。

浙江金华翠冠梨花期气温演变及低温灾害特征分析

利用金华国家基本气象站1953—2022年气温观测数据和金华国家农业气象一级基本站2013—2022年翠冠梨物候观测数据,开展了翠冠梨花期特征和花期气温演变规律分析,依据低温灾害指标分析了翠冠梨花期低温灾害发生演变特征。结果表明,金华翠冠梨花期持续8~12 d,最早始花期为3月14日,最迟谢花末期为4月10日;从20世纪90年代起,3月中旬至4月上旬(翠冠梨花期时段)气温呈现明显上升趋势;翠冠梨花期时段,低温灾害天气发生频率在20世纪50年代和70年代较高,20世纪80年代次之,20世纪60年代、90年代及21世纪相对较小;1953—2022年翠冠梨花期时段极端最低气温年际间波动大,在气候显著变暖背景下遭遇低温灾害频率约为4年一遇,一旦出现低温灾害,低温强度较强,需警惕防范。研究结果为浙江金华梨产业发展和防灾减灾提供了一定的依据。

基于YOLOv5目标检测的机械臂精准授粉系统设计与试验

针对梨花人工授粉劳动强度大、效率低,机械授粉花粉用量大、成本高的问题,本文提出了一种结合YOLO深度目标检测算法和机械臂执行系统实现梨花精准授粉的方案。首先将整个系统拆分为深度相机感知模块、靶标授粉决策模块、机械臂执行模块,提出机械臂授粉的各模块融合技术路线。然后通过对深度相机和YOLOv5目标检测算法的融合,检测系统输出靶标梨花的三维坐标位置。进一步通过坐标转换将不同坐标系下的坐标统一到机械臂基坐标下,实现将梨花的像素坐标值和深度值转化为梨花在基坐标系下的三维坐标。最后试验部分完成机械臂授粉执行并探究了机械臂授粉系统的准确性。结果表明,在试验环境下授粉的绝对误差平均值为3.83 mm。

贵德地区梨树始花期预报模型研究

利用贵德地区种植历史悠久软梨品种2007—2020年开花始期和同期气象要素数据,分析始花期与每旬平均气温、旬平均最高气温、旬平均最低气温、旬降水量和旬日照时数的相关性,应用逐步回归方法建立每年2月下旬—4月上旬每旬的梨树始花期预报模型。通过9月上旬—次年4月中旬期间每旬气温、降水量和日照时数与梨树开花始期距平日序做相关性计算,梨花开放的迟早受梨树越冬期不同时段的气象因子影响,后期气象因子影响大,前期气象因子影响相对较小;温度、日照因子影响大,降水因子影响较小。模型检验结果显示,预测值与实测值相差3 d之内的有10 a,预报正确率达86%,预测准确率高,拟合度好,该模型能够更好地服务于黄河生态文化旅游的发展。

迁西梨树花期预报及梨花观赏旅游气象指数研究

利用2008—2021年迁西梨树花期观测资料和相关气象资料,计算梨树始花期与气象因子的时间相关系数,采用线性预报和逐步回归方法建立迁西梨树花期的线性预报模型,并确定了迁西县梨花观赏旅游气象指数。结果表明,梨树始花期与有效积温、气温和地温密切相关,与12月至次年3月≥0℃积温、3月平均最低气温、3月平均地温呈负相关;以优化预报因子后建立的逐步回归预报模型最优;综合梨树花期、气象条件、出行便利程度和人体舒适度等因素,确定了迁西县梨花观赏旅游气象指数,能够对园林管理、旅游开发和公众赏花提供重要的指导作用。

基于改进密度峰值聚类算法的梨花密度分级

精准判断梨花疏密程度是自动疏花的基础。为了更好地判断梨花密度,该研究提出了基于改进密度峰值聚类算法的梨花密度分级方法。该方法首先提取梨花位置坐标,获取需要聚类的数据点。其次,为了实现梨花图像的密度分级,针对原有密度峰值聚类算法在梨花密度分级中的不足,结合梨花密度分级需求,改进了对聚类中心的选取方式,通过4组局部密度和中心偏移距离分割阈值将决策图划分为4部分来选取聚类中心,分别对应高、中、低密度以及无需疏花处理等4个等级,实现了对疏密合理的梨花图像的准确分级。最后,针对只有团状分布、稀疏分布及大尺度特写的梨花分布聚类分级不准确的问题,改进了两点间的距离d_(ij)参数的计算方法,统一梨花尺度大小和密度分级标准,对所有分布类型的梨花图像均能实现合理的密度分级。试验结果表明,该研究算法能够适应不同尺度大小的梨花图像,预测准确率为94.89%,密度分级准确率达到94.29%,可实现自然环境下局部花簇的密度分级,为机器智能疏花提供了技术支持。

鞍山市南果梨花期影响因子及始花期预报研究

南果梨是辽宁地理标志产品,花期观赏是待开发的旅游资源,开展花期预报服务有助于推动旅游业。利用2000—2022年鞍山气象资料和南果梨花期物候资料,基于相关分析和逐步回归方法,筛选相关气候因子建立始花期预报模型。结果表明:3月份气温是影响始花期主要因素,降水次之,光照影响不显著。鞍山南果梨始花期出现在4月中—下旬,当3月中旬平均气温<4.0℃、平均最高气温<9.0℃、3月中旬—4月上旬平均气温<6.0℃、平均最低气温<2.0℃时,始花期出现在4月下旬,反之在4月上旬;并且,气温每升高1℃,始花期提前2~3 d。通过逐步回归筛选出3月中旬的平均气温和平均最高气温、3月中旬—4月上旬平均气温、平均最高、最低气温及3月下旬—4月上旬降水量等6个因子,建立的始花期预报模型准确率为84.8%。运用相关指标和逐步回归模型,可预测鞍山南果梨开花始期,此方法可纳入专项气象预报服务中。

引入人体舒适度指数建立新疆库尔勒香梨主产区赏花气象指数预测模型

采用逐步回归方法对1990-2020年新疆阿克苏、阿拉尔、轮台和库尔勒产区的香梨始花期气象要素与香梨开花始期日序进行分析,结合人体舒适度指数,建立新疆库尔勒香梨主产区赏花气象指数预测模型,以期为判别香梨花期的最适宜赏花日提供气象服务参考依据。结果表明:(1)新疆库尔勒香梨主产区始花期预测模型构成因子为3月平均最高气温、3月0cm地温、3月平均气温、3月40cm地温;阿拉尔、库尔勒始花期日序与气温呈一元线性负相关关系,阿克苏、轮台与地温和气温呈多元线性关系;正常年份模型误差在3d内的概率分别为阿拉尔93.5%、阿克苏93.5%、库尔勒100%、轮台96.8%。(2)人体舒适度指数划分为最适宜、次适宜、一般和不适宜四个等级,2022年花期前后人体舒适度指数最适宜日数分别为阿拉尔22d,阿克苏24d,库尔勒16d,轮台18d。(3)香梨赏花气象指数取适宜花期时段与人体舒适度指数的交集,划分为最适宜(五颗星推荐指数)、次适宜(四颗星推荐指数)、一般(三颗星推荐指数)和不适宜(一颗星推荐指数)四个等级。2022年五颗星推荐赏花日阿克苏为4月11-14日,阿拉尔为4月10-15日,库尔勒为4月10-15日,轮台为4月11-14日。模拟结果符合实际,香梨赏花气象指数结合体感温度与花期时段,在后续香梨始花期预报工作及新疆旅游气象服务中具有较好的应用价值和潜力。

‘彩云红梨’开花坐果特性及提高坐果率技术研究

针对引自新西兰的‘彩云红梨’新品种坐果率低、丰产困难这一生产问题,开展了开花坐果特性、落花落果规律和提高坐果率技术研究,旨在揭示坐果率低的原因、找到提高坐果率的技术措施。连续2年试验结果表明,昆明‘彩云红梨’初花期在3月10日左右,盛花期在3月13日左右,花期持续11~12 d;平均每花序有9朵花;落花落果现象以落花为主,有2个高峰,盛花后6~8 d出现第1次高峰,第2次高峰出现在第1次高峰后6 d;‘彩云红梨’有花粉,自花授粉不结实,自然坐果率仅为1.70%。不能授粉受精和花芽质量差、花量大造成的花器官发育不良、树体营养不足是导致坐果率低的主要原因。‘雪花梨’‘鸭梨’‘红香酥’‘黄冠’4个品种授粉‘彩云红梨’,花序坐果率分别为95.13%、86.73%、89.69%、89.20%,花朵坐果率分别为84.09%、69.27%、81.56%、79.83%。其中,‘雪花梨’显著提高了坐果率且综合评价果实品质最佳。花期喷施生长调节剂100 mg/L GA3、20 mg/L NAA和营养元素0.50%尿素、0.50%磷酸二氢钾花序坐果率分别为74.03%、50.83%、51.35%、37.37%,花朵坐果率分别为45.69%、25.32%、28.37%、18.23%,均不同程度提高了坐果率。其中,喷施GA3和尿素提高坐果率效果较好,且对果实品质影响较小。

皇冠梨果味茶树花饮料配方的研究

以茶树花浸提液、皇冠梨梨汁为原料,木糖醇、柠檬酸和维生素C为辅料,通过单因素试验和正交试验探究皇冠梨果味茶树花饮料的最佳配方。结果表明,最佳配方为20%茶树花浸提液、7%梨汁、0.10%柠檬酸、7%木糖醇和0.1%维生素C,该配方下制得的饮料酸甜可口,带有梨香和花香,香气柔和协调,汤色金黄且鲜亮透明,茶多酚含量为(33.19±0.44)mg·kg^(-1)。

雪梨枇杷花饮料的研制

以雪梨和枇杷花为主料,白砂糖和柠檬酸等为辅料,研制一款功能性复合饮料——雪梨枇杷花饮料。在单因素实验的基础上,采用L9(34)正交试验、感官评价和极差分析等方法来确定原料的最佳配方。结果表明,最佳配方为:雪梨汁25mL、枇杷花浸提液15mL、白砂糖9g、柠檬酸0.05g,加入纯净水定容至100mL。影响雪梨枇杷花饮料品质的四个主要因素的主次顺序为:雪梨汁>枇杷花浸提液>白砂糖>柠檬酸。按此工艺生产的雪梨枇杷花饮料气味芳香、色泽柔和、清凉爽口、质地均匀。

《驿路梨花》的美感解读

《驿路梨花》是彭荆风的一篇关于传承雷锋精神和军民鱼水情的短篇小说,该小说的最大特点是凸显美与诗意,被选编入初中语文教材。究其原因主要有以下3个方面:一是小说主题与社会主义核心价值观相契合,虽然小说写于20世纪90年代末,但是其中体现的军民鱼水情和雷锋精神一直历久弥新;二是小说中蕴含了主题美、意象美、画面美、人情美、语言美的美感特点;三是小说内容虽然高度浓缩,但立意却延伸到了文本之外,起到了先声夺人的效果。该小说及其刻画人物蕴含的美,具有陶冶人的性情和纯净人的心灵的价值,因此,该文旨在从美感赏析的角度,对小说中蕴含的美进行解读。

宁夏梨树霜冻指标试验研究

霜冻是制约着梨树生产的主要农业气象灾害之一,探究梨树霜冻指标可为梨树霜冻预报、监测预警及梨树霜冻灾害风险评估和灾害防御提供参考。笔者采用人工霜箱开展模拟霜冻试验对梨树开花期及幼果期遭受霜冻的临界温度及持续时间进行研究,结果表明:-4℃是梨花器官遭受霜冻的致死温度,‘玛瑙’梨花期遇-3℃低温持续2 h遭受轻度霜冻,持续2.5 h遭受中度霜冻;重度受冻的临界温度及持续时间为-3℃持续3 h及以上、-3.5℃持续时间大于等于0.5 h或-4℃及以下。‘甘泉’和‘新高’的耐冻性差于‘玛瑙’。对于幼果,3个品种的耐冻性差异不大,-2℃持续2~3 h或-2.5℃持续1 h幼果出现轻度受冻;-2.5℃持续2~3 h,-3℃持续1 h为中度受冻,-2.5^-2℃持续4 h、-3℃持续1 h以上为重度受冻。未达到致死温度时,随着持续时间延长,受冻程度增加,幼果直径越小,受冻越严重。

钙在梨成花中的动态及作用研究

为弄清钙（Ｃａ）在花芽分化中的作用，以黄花梨为试材，对成花中芽和叶片Ｃａ的动态进行了分析。结果表明：成花中的短枝芽的Ｃａ含量在花芽发端期之前有一个积累高峰，以后随着花芽分化的进行而逐渐被消耗。短枝叶和新梢叶所含Ｃａ是随着叶片的成熟而升高，但在成花发端期呈上升趋势并有所回落；注射ＣａＡｃ和ＰＰ３３３也具有这一趋势，而ＧＡ则使Ｃａ在成花期形成高峰；注射ＣａＡｃ、ＰＰＰ３３３可使中长枝上的腋花芽数明显增多，而ＧＡ则使之减少，并以成花发端以前注射效果最好。

CaM在梨花芽分化过程中的含量变化

以梨为试材，对成花过程中的短枝芽和叶所含钙调素（ＣａＭ）的含量进行了测定。（１）短枝芽的ＣａＭ含量在整个成花前后都明显高于新梢芽的含量，特别是在成花的发端期突然成倍增加，形成高峰；（２）短果枝叶的ＣａＭ与新梢叶有着相近的变化趋势，但在成花前后，短果枝叶的ＣａＭ含量明显高于新梢叶；（３）ＣａＡｃ处理可以使短枝芽所含ＣａＭ的峰值提前出现，ＴＦＰ处理可明显降低ＣａＭ含量和延迟其峰值到来。还就ＣａＭ在成花过程中的作用及与Ｃａ２＋的关系等问题进行了讨论。

基于随机森林算法和气象因子的砀山酥梨始花期预报

准确预报始花期是制定砀山酥梨花期管理措施和赏花活动方案的重要基础。该研究利用1983-2018年砀山酥梨始花期的定位观测物候数据和平行观测的气象资料,采用线性趋势法,揭示始花期演变趋势;采用相关分析,筛选影响始花期的关键气象因子,依据不同预报日期构成特征变量集;采用随机森林算法(Random Forest,RF),自3月11日开始预报到3月25日终止预报,每日训练1个预报模型。结果表明,1)1983-2018年始花期呈极显著提早发生趋势,每10 a约提前2.750 d(P<0.001)。2)16个逐日气象预报模型中,共计有200个气象因子与始花期早迟密切相关,相关系数在0.469~0.789之间;各气象预报模型的训练集与测试集的平均正确率(Nd)分别为92.9%和75.5%、平均均方根误差(RMSE)分别为1.693~2.870和2.240~7.237、平均决定系数(R2)分别为0.891和0.701。3)2019年试验预报中,提前15 d准确预报出当年始花期。该文研究表明RF在梨树始花期逐日气象预报中有一定业务应用潜力,预报准确率基本满足气象服务需求。

气候变化对库尔勒香梨始花期的影响及其预测模型

利用1980-2010年库尔勒市气象局农业气象站香梨物候观测资料和地面气象观测资料,对影响香梨始花期的气象因子进行分析。结果表明,近31a来,受气候变化影响,库尔勒香梨始花期有明显的提前趋势(P<0.01);香梨始花期与冬季平均气温、春季气温以及不同深度地温呈显著负相关关系(P<0.01);而与开春日期及5日平均气温>10℃日期呈显著正相关关系(P<0.01)。利用偏最小二乘法回归分析,建立了香梨始花期的预测模型,并进行校正,通过检验模型效果良好,可为香梨始花期预报提供参考。