【目的】构建基于生物量的水稻叶片主要几何属性模型,为水稻株型设计与调控提供理论依据。【方法】以两优108、86优8、南粳43及扬稻6号为材料,设置品种、氮肥与密度田间试验,观测水稻主茎不同叶位叶片长度和宽度,分析了水稻主茎叶片长和宽的关系、比叶重(SLW)随叶位的变化规律,以及水稻叶片干重与叶长和叶宽的关系,构建基于生物量的水稻叶片主要几何属性模型。【结果】叶长与叶宽的关系可用幂指数方程表达,比叶重随叶位呈二次曲线变化。采用独立的试验资料检验模型,主茎叶片叶长、叶宽模拟值与实测值的根均方差(RMSE)分别为2.55和0.06cm。【结论】几何属性模型可较好地模拟不同生长条件下水稻主茎不同叶位叶...

目的在生长模型输出的基础上,构建预测水稻叶片几何参数的动态模型,以便更准确地实现水稻的虚拟生长。方法在试验观测的基础上,分析了不同品种类型水稻分蘖与主茎同伸叶片叶长之间以及叶长与叶宽之间的定量关系,进一步耦合水稻叶龄、叶面积和茎蘖数模拟模型,进行水稻叶片几何参数变化的动态模型构建。结果不同品种类型水稻分蘖与主茎同伸叶片的叶长比随分蘖叶序呈二次曲线变化,叶长与叶宽的关系可用幂指数函数描述。运用独立实测资料对模型进行的初步检验显示,本模型可较好地模拟不同生长条件下水稻不同叶位叶片的几何参数。结论本研究构建的水稻叶片几何参数分析模型较好地体现了器官几何参数受生态环境、品种类型和栽培措施影响的形态生理...

叶片的形态测量在苗木生长自动监测中具有重要意义,在形态测量前首先要将完整的叶片从背景中提取出来。针对彩色苗木叶片图像的特点研究了利用几何活动轮廓模型进行完整叶片的自动分割的方法。首先利用图像的全局信息和C-V模型进行初始分割,当曲线到达目标边界附近时,利用改进的基于图像局部信息的能量模型进行边界的精确定位。该方法将C-V模型不受初始位置影响的优点和改进模型克服弱边界泄漏的优点结合起来,实现了叶片的自动分割,取得了令人满意的实验结果。

为了对辣椒生产提供理论依据和决策支持,以黔椒4号、Y-187、火焰山和绿炬为材料,设置品种与氮素田间试验,分析了不同品种辣椒果实纵径和横径之间以及果实干重与体积之间的定量关系,引入校正系数K和M构建基于生物量的辣椒果实几何参数模型。结果表明,不同品种类型辣椒果实纵径和横径的关系可用幂指数方程表达,果实干重随体积呈线性变化。运用独立试验调查数据对模型进行初步检验,模型对辣椒果实纵径和横径动态变化规律具有较好的预测性,所建模型能较好地模拟不同生长条件下辣椒果实的主要几何参数,为构建辣椒功能—结构模型奠定了基础。

针对传统方法和叶面积仪法测定作物叶面积、叶长、叶宽等参数费时费力,成本高等问题,提出苹果叶面积、叶长、叶宽和周长的图像测定法。首先采用颜色空间转换法转换RGB(红、绿、蓝)图为HIS(色调、亮度、饱和度)图,并以大津法(Otsu)阈值色调(H)获取二值图像;再根据二值图中苹果叶边缘像素坐标分布特征,计算叶长、叶宽和叶周长,根据苹果叶片像素数计算叶面积;最后对叶长、叶宽和叶面积的计算值与实测值之间进行均方根误差(RMSE)和决定系数(R~2)计算,并以测定硬币周长的方式验证周长算法。结果表明:苹果叶面积、叶长、叶宽的RMSE值分别为0.58cm~2、0.46和0.10cm,R~2值分别为0.99、0.93、0.97,测定的1元、5角、1角硬币的周长分别为7.68、6.42和6.10cm。RMSE取值较小和R~2取值较高表明叶面积、叶长和叶宽算法结果可靠,周长算法验证结果表明周长计算值与实测值之间差异较小。

依据苏州东桥试验区水稻生长期观测数据,采用多时相水稻拔节到抽穗期全极化Radarsat-2数据,分别分析了不同极化HH、VV、CROSS、比值HH/VV的雷达后向散射系数时域变化特征与生物量的相关关系,构建水云模型、二次多项式模型和指数模型反演水稻生物量。反演结果表明:HH、CROSS水云模型都有不错的反演效果,相关系数分别为0.910、0.902,而HH水云模型反演生物量尤佳,均方根误差为0.190。指数模型普遍优于二次多项式模型,HH/VV指数模型效果出众,相关系数为0.929,均方根误差为0.164。通过比较分析不同极化的水云模型、二次多项式模型和指数模型,HH水云模型与HH/VV指数模...

为通过构建高精度SPAD遥感估算模型,实现对水稻叶片叶绿素含量进行实时无损的监测,以东北地区多时期不同施氮水平下水稻叶片光谱反射率为研究对象,采用回归模型与BP神经网络算法构建不同输入量的SPAD高光谱估算模型,通过模型精度评价指标决定系数R~2、均方根误差RMSE,确定最优输入量和最优模型。结果表明:1)不同品种水稻成熟时期不同导致在孕穗期和抽穗期之间光谱反射率出现差异;2)回归模型中以DVI(D755,D930)为变量建立多项式模型估算精度最高;3)与回归模型相比,不同波长处单波段反射率作为输入量的BP神经网络模型估算精度显著提高,R~2为0.98。BP神经网络模型在隐藏节点数为7时估算精度达到稳定,在可见光和近红外处经过不同波段反射率作为输入量的尝试说明神经网络模型较为稳定,可以用来反演叶绿素相对含量。

[目的]快速、准确地诊断水稻叶片氮素营养状况,为水稻氮肥精准管理提供依据。[方法]以江西省农科院8种不同施肥处理的晚稻为研究对象,于主要生育期同步测定了水稻冠层光谱反射率及叶片全氮浓度(Leaf Nitrogen Concentration,LNC),系统分析了原始光谱反射率、一阶微分光谱、"三边"参数以及由350～1 350nm两两波段组合的差值(SD (Rλ1,Rλ2))、比值(SR (Rλ1,Rλ2))及归一化(ND(Rλ1,Rλ2))光谱指数与水稻LNC的相关关系,筛选出敏感参数,并以之为自变量构建了水稻LNC的传统预测模型,另外构建不同指标个数的多元线性与BP神经网络模型,并对模型进行验证。[结果](1)水稻LNC与一阶微分光谱在751nm处的相关性最高(r=0. 822);(2)"三边"参数中的红边面积SDr与LNC的相关性较高(r=0. 687);(3) 750nm附近的红边波段与近红外波段差值组合、550nm附近的绿光波段与近红外波段的比值及归一化差值组合与水稻LNC的相关性较高,以SD (R752,R751)、SR (R534,R1 350)和ND (R534,R1 349)表现最好,相关系数分别为0. 827、-0. 790和0. 788;(4)传统回归模型中以SD(R752,R751)构建的一元线性模型最佳(RC2=0. 665、RV2=0. 750、RMSEV=0. 4%、RPD=2. 034);(5)利用5个指标((R’751、SDr、SD (R752,R751)、SR (R534,R1 350)、ND (R534,R1 349))经逐步回归筛选出的2个指标SD ((R752,R751)和SR (R534,R1 350))构建预测水稻氮素的BP神经网络模型,预测效果最佳,其验证参数值分别为R2=0. 859、RMSEV=0. 302%和RPD=2. 669。[结论]基于单指标构建的传统线性模型计算过程简单但精度略低,而基于2个指标(SD (R752,R751)、SR (R534,R1 350))构建的BP神经网络模型预测精度高于该2指标构建的多元线性模型,表明在指标适合的情况下,BP神经网络对氮素具有较好的预测能力,是一种快速准确估算水稻叶片全氮浓度的方法。

毛竹枝、叶生物量是毛竹生态系统中经济指标和生态指标最基本的数量特征。本文系统阐述了林分各因子与毛竹枝、叶生物量之间的相互关系 ,进行线性和非线性数学模型拟合 ,用相关系数和标准差进行模型初选 ,再用共线性测定来决定自变量取舍与Cp 值和方差膨胀系数作比较分析 ,选出最优的、高精度、实用可行的数学模型组 ,以便指导生产实践。

本文以北沟林场华北落叶松为研究对象,利用统计学软件SPSS来拟合生物量模型,通过60株解析木的测量数据建立各器官的模型系统。模型系统共包括4部分,分别是:总量生物量模型、树干生物量模型、树枝生物量模型和树叶生物量模型。结果表明:建立的华北落叶松各器官生物量模型预估精度达到98%以上。筛选出总量及各部分生物量模型分别是:总生物量W总=-0.300+0.025D2H,树干生物量W干=-0.536+0.017D2H,树枝生物量W枝=0.054+0.006D2H,树叶生物量W叶=0.182+0.002D2H。各器官生物量残差的散点呈均匀分布,残差分布直方图分布近似正态,证明数学模型具有统计学上的意义。

为了掌握四倍体刺槐根龄与生物量和叶片营养含量之间的变化规律,更好地指导实际生产,分别测定了四倍体刺槐不同根龄的生物量及叶片的营养含量。结果表明:四倍体刺槐不同根龄中当年生植株的株高、地径、茎叶比、总重和叶重均随根龄的增长而增加,3年根当年茎的总重和叶重分别达1 138和637 g;不同树龄的株高、总重、叶重和茎叶比也随着树龄的增长而增加,3年生树龄的总重为2 230 g,远高于3年根当年茎,但其叶重仅为603 g,稍低于3年根当年茎;当年生植株的叶片粗蛋白含量高达225.45 g/kg,极显著高于2年根当年茎、3年根当年茎、4年根3年茎和5年根4年茎(P<0.01),而后4个根龄之间叶片粗蛋白...

[目的]为了解长白落叶松单木叶生物量与径向生长之间的关系。[方法]以小兴安岭地区长白落叶松为研究对象，结合管道模型理论，研究单木个体水平和单木内不同方位区间水平上的叶生物量与径向生长的关系，分析树冠分布与径向生长之间的相关性。[结果]叶生物量与胸高处和枝下高处树干直径、断面积、边材面积，近1、2、3、5年断面积生长量均呈显著正相关，使用胸高断面积作为预测因子的叶生物量模型拟合效果最好。单木株内不同方位区域的叶生物量与对应的胸径处和枝下高处的树干半径、断面积，近1、2、3、5年断面积生长量均呈显著正相关。[结论]估测单株叶生物量时，使用胸高断面积作为预测因子的预测精度最高。株内不同方位叶生物量与对应方位的树干半径、断面积及断面积生长量均呈显著正相关，树冠偏冠与髓心偏心具有一定的相关性。

目的建立基于生物量的水稻根系主要几何参数动态模型,为水稻功能-结构模型的研究奠定基础。方法于2008和2009年设置3个品种[两优108(V1,杂籼)、86优8(V2,杂粳)和南粳43(V3,常规粳稻)]和2个氮肥水平盆栽试验获取根系形态及根干重等指标,采用SPSSv13.0与Excel2007处理试验数据,RMSE检验模型。结果利用2008年观测资料,通过分析不同品种与施肥处理下水稻单株总根长及根直径与生物量间的定量关系,建立了基于生物量的水稻单株总根长动态模型;根据立体几何原理,构建了基于生物量的水稻总根体积与总根表面积动态模型。经2009年独立试验资料检验,单株总根长、总根体积及总根表面...

【目的】探究杨树无性系叶片水力及经济性状与生物量的关系，以期探寻预测无性系生物量的可靠指标，对早期选育高产速生无性系具有指导意义。【方法】以来源于同一父母本具有不同生长速率的8个4年生白杨无性系为研究对象，在生长季（7—9月）测定叶片水力性状（叶片维管水力导度K_(leaves HPFM)、叶片水力导度K_(leaf EFM)、叶脉密度V_D、导管直径D_v、导管水力直径D_h、气孔密度SD和气孔长度SL）、叶片经济性状（比叶面积SLA、叶片全碳含量C、全氮含量N和全碳氮比C/N），生长季结束时（10月）计算地上部分生物量AGB，分析无性系间生物量、叶片水力性状和经济性状的差异，探究三者间的关系。【结果】无性系间地上部分生物量、叶片水力性状、经济性状存在显著差异。AGB总体排序为：K1>K2>K3>Z2>Z1>M3>Z3>M1，大部分无性系的生长趋势与母体树（8年生）保持一致。与叶经济性状变异系数（2.0%～12.0%）相比，水力性状变异系数范围较大（4.5%～13.2%）。叶片水力性状和经济性状不相关，但二者均与地上部分生物量相关。在水力性状中，K_(leaves HPFM)、VD、D_v和D_h越大，AGB越高，均呈显著正相关，而SD、SL和K_(leaf EFM)与AGB无相关性。在经济性状中，SLA和AGB呈显著负相关，而C、N和C/N与AGB无相关性。多元线性回归分析表明，VD是影响地上部分生物量的主要指标（t=2.957）。【结论】白杨无性系具有稳定的生长趋势，且无性系间叶水力及经济性状存在差异。这为找寻预测生物量指标提供了可能。与经济性状相比，水力性状可以较好地预测该无性系的地上生物量，且叶脉密度（VD）可能是预测地上生物量的关键因子。

以10个毛苕子(Vicia villosa)品种(品系)为试验材料，比较其叶片有机渗透物含量、叶片酶活性和生物量的差异，为选育高生物量品种提供参考依据。试验结果表明：10个毛苕子品种(品系)叶片的过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性和硝酸还原酶活性由高到低均表现为M9> M8> M3> M4> M5> M6> M7> M1> M2> M10，超氧化物歧化酶活性表现为M8> M9> M3> M4> M5> M6> M7> M2> M1> M10,M8和M9的4种酶活性均显著高于其他品种(品系)(P 0.05);M9叶片中可溶性蛋白含量均显著高于M1、M2、M6、M7、M10品种(品系)，M3、M8和M9叶片中脯氨酸含量均显著高于其他品种(品系)，M3、M4、M8和M9叶片中丙二醛含量均显著低于其他品种(品系)；M3、M4、M5、M6、M8和M9的生物量均在1 963.6 g·m~(-2)以上；毛苕子的生物量与所测叶片指标之间均显著相关，叶片渗透物及酶活性各项指标间也显著相关，各指标共同影响着毛苕子的生物量。综上，M3、M4、M5、M6、M8和M9是生物量较高的绿肥品种(品系)。