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[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王艳玲 张宏立 刘庆飞 张亚烁
针对卷积神经网络对番茄病害识别需训练参数较多,训练非常耗时的问题,将迁移学习应用于AlexNet卷积神经网络,对病害叶片和健康叶片共10种类别的番茄叶片进行分类研究。使用14 529张番茄叶片病害图像,随机选择70%作为训练集,30%作为验证集,对AlexNet卷积神经网络模型结构进行迁移,利用在Imagenet图像数据集上训练成熟的AlexNet模型和其参数对番茄叶片病害识别。在训练过程中,固定低层网络参数不变,微调高层网络参数,将番茄病害图像输入到网络中训练网络高层参数,用训练好的模型对10种类别的番茄叶片分类,并进行了20组试验。结果表明:该算法在训练迭代474次时使网络模型很好的收敛,网络对验证集的测试平均准确率达到95.62%,与从零开始训练的AlexNet卷积神经网络相比,本研究算法缩短了训练时间,平均准确率提高了5.6%。采用迁移学习所建立的病害分类模型能够对10种类别的番茄叶片病害快速准确地分类。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
陶兆胜 石鑫宇 王勇 伍毅 吴浩
为了解决现有的农作物病害检测方法对不同番茄叶片病害检测的精度低、效果差的问题，提出一种基于YOLOv5网络模型改进的番茄叶片病害检测模型YOLOv5s-TLD。首先在原YOLOv5s模型的Backbone中构建DCAM注意力机制模块，通过制定双通道注意力和空间注意力机制加强模型对番茄叶片病理特征的提取能力，并减弱模型受复杂背景特征的影响，以提高模型对不同种类病害的检测精度和分类精度；然后应用融合Swin Transformer的C3STR模块替换原网络第6层的C3模块，强化模型在多尺度上建模的能力，实现模型对小尺寸的番茄叶片病害残差特征的高精度学习；再运用BiFPN加权双向特征金字塔网络替换原YOLOv5模型Head的PANet路径聚合网络，该网络采用跨尺度特征融合和可学习权重的方式融合模型不同层次的特征，在增强网络的特征融合能力的同时使网络获得更多的特征信息，以提高模型的感受野和特征表达能力；最后进行不同模型的检测对比试验，并在实际复杂场景下进行番茄叶片病害检测试验。试验结果表明：YOLOv5s-TLD模型平均精度均值和召回率分别为97.7%和96.3%，较原YOLOv5s模型平均精度均值和召回率分别提高1.9个百分点和2.5个百分点。该模型具有良好的检测精度和检测效果，且该模型在背景复杂的实际种植环境下能够准确地检测并识别不同种类的番茄叶片病害，研究结果可为农业智能管理和番茄叶片病害检测技术的实际应用提供参考。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘拥民 刘翰林 石婷婷 欧阳金怡 黄浩 谢铁强
为了及时准确的识别番茄叶片病害，提高番茄产量，提出了一种优化的Swin Transformer番茄病害识别方法，该模型利用Transformer的自注意力结构获得更加完备的番茄病害图像的高层视觉语义信息；结合Mixup混合增强算法，在预处理阶段对图像特征信息进行增强；并采用迁移学习在增强番茄叶片病害数据集上进行训练和优化Swin Transformer模型，以此实现精准的番茄叶片病害识别。结果表明：1)优化的Swin Transformer模型对番茄叶片病害识别准确率达到98.40%;2)在相同训练参数下，本研究模型比原Swin Transformer、VGG16、AlexNet、GoogLeNet、ResNet50、MobileNetV2、ViT和MobileViT模型准确率提高了0.70%～1.91%,且能快速收敛；3)本研究模型中加入的Mixup混合增强算法极大地提高了番茄叶片病害的识别准确率，比现有的常见方法性能更加优越，并且鲁棒性强。因此，本研究提出的新模型能够更加准确的识别番茄叶片病害。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
郭小清 范涛杰 舒欣
为了提高基于数字图像识别番茄叶部病害的准确率,适应不同分辨率条件下的应用需求,幵满足实践拍摄条件的不确定性,以番茄晚疫病、花叶病、早疫病叶片图像为研究对象,选择HSV模型中的4维H分量等量分割波段作为颜色特征,基于灰度差分统计的均值、对比度和熵3维特征作为纹理特征,融合7维特征向量作为支持向量机(SVM)分类器的输入,用粒子群算法(PSO)优化SVM模型参数。试验结果表明,融合灰度差分统计与H分量4维特征的病害识别模型准确率可达90%。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
陈凯利 李建明 贺会强 韩瑞锋 孙三杰 姚勇哲
【目的】探讨水分对番茄叶片光响应特性的影响,为番茄栽培提供科学用水依据。【方法】以番茄品种"金棚1号"为材料,采用盆栽方式,分别按照单株日蒸腾蒸发量(ET)的50%,75%,100%和125%作为补充灌溉量设置4个水分处理,并利用Li-6400XT便携式光合仪测定番茄叶片的光响应曲线。【结果】随着灌溉量的增加,番茄叶片的净光合速率(Pn)、最大光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)均呈现出增加的趋势,其中以125%ET处理的最高;水分利用效率(WUE)、叶片饱和水汽压亏缺(Vpdl)、叶片温度(Tl)、气孔限制值(Ls)则呈下降趋势...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
吴洪启 罗文巧 赵帅 王聪 倪震 朱浩 牛艳璐 汪勇 王中华 权力
【目的】研究干旱胁迫对番茄叶片蜡质积累的影响,及蜡质含量与蜡质合成相关基因β-酮脂酰-辅酶A合成酶(SLCER6)表达的关系,为植物表皮蜡质抗旱研究提供理论依据。【方法】以番茄品种Micro-Tom为材料,在其花蕾期进行干旱胁迫后,当植株表现出明显缺水症状时分别采集第1叶位至第7叶位的叶片,以同期正常浇水番茄植株作为对照,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气相色谱-火焰离子化检测仪(GC-FID),对7个叶位叶片的蜡质成分和含量进行检测,并通过扫描电镜观察叶片的表皮超微结构,同时用实时荧光定量PCR
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
刘欣 董秀芬 王荣 许涛 李天来
为揭示ｍｉＲＮＡ１６０调控靶基因ＡＲＦ参与番茄叶片生长发育的作用机制，利用ｇＡｔｅｗＡｙ技术将ｍｉＲ１６０前体转入ｐＢ７ｗｇ２Ｄ．１表达载体，并通过农杆菌介导叶盘法获得３５Ｓ：：ＳｌｍｉＲ１６０番茄转基因植株。同时使用荧光检测，分子及蛋白水平等鉴定方法筛选出转基因阳性株系。通过对ｔ１代转基因植株的功能鉴定表明：超表达ｍｉＲ１６０使番茄叶片宽度增加，叶面积增大，叶裂减少，暗示ｍｉＲ１６０对番茄叶片发育有重要调控作用。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
冀常鹏 陈浩楠 代巍
传统农作物病害识别过程中,要求生产者通过肉眼观察识别病害类型,对生产者的专业知识要求高,识别难度大。随着深度学习的发展和卷积神经网络强大的特征提取能力的不断挖掘,降低了图像识别技术上的操作难度,并取得显著效果,应用计算机视觉技术进行农作物叶面病害识别,正在成为农业现代化的主流方向。以番茄的叶面病害识别为例,提出了一种基于深度卷积神经网络的番茄叶面病害识别模型:重影空间金字塔模型(ghost spatial pyramid pooling net,GSNet)。为了适应农业生产需要,调整网络结构,降低网络模型复杂度,引入Ghost模块替换常规卷积层,采用空间金字塔池化提取病害多尺度信息,提高模型对于输入图像尺寸的自适应性,并针对实际需求,通过结构重参数化,分割网络训练阶段和推理阶段,在推理网络中合并卷积运算和批归一化(batch normalization,BN),提高推理效率,降低病害图像识别时间。结果表明:该卷积神经网络对番茄的叶面病害识别的准确率达到98.53%,并与VGG16、ResNet50、InceptionV3以及3种轻量化网络进行对比,获得最好的识别效果,接着通过对结构重参数化前后分类结果进行验证分析,在保证模型识别准确率的条件下,识别时间由16.28s下降为15.15s,推理效率提高6.94%,对农业智能病害识别具有重要意义。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
刘淑芹 周新刚 吴凤芝 刘守伟
【目的】明确套作对番茄叶片差异蛋白表达的影响，从蛋白质水平进一步揭示套作分蘖洋葱减轻番茄连作障碍的机理，探明套作控病增产的原因，推动番茄高效优质栽培模式的建立和推广。【方法】以番茄为主栽作物，分蘖洋葱为套作作物，番茄叶片为试材，将４个不同化感潜力的分蘖洋葱品种（化感潜力强的‘绥化’和‘五常红七社’，化感潜力弱的‘宁安市红城村’和‘七台河’）与番茄套作，运用蛋白质双向电泳和ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ质谱鉴定技术，鉴定套作不同化感潜力分蘖洋葱对番茄叶片蛋白质表达谱的变化，分析差异蛋白的种类和功能。【结果】套作后不同处理番茄叶片共鉴定出３９个差异表达蛋白，分为７类，包括光合作用相关蛋白、代谢相关蛋白、．．．
关键词：
番茄 分蘖洋葱 套作 差异蛋白
[期刊] 华北农学报
[作者]
韩娅楠 米国全 史艳艳 王裔娜 程志芳 韩永平 王晋华
为了探讨番茄耐冷性的生理调控机理,以耐冷型野生番茄LA1777和低温敏感型栽培番茄LA2706为试材,研究低温对2种类型番茄叶片抗氧化代谢和碳同化的影响。结果表明:随着低温处理时间的延长,超氧阴离子自由基(O2-·)、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)、脱氢型抗坏血酸(DHA)含量呈现上升趋势,LA2706分别比LA1777高0.3%~21.0%,1.2%~17.3%,13.4%~36.9%,13.3%~21.0%,且LA2706上升程度明显较快,加速了膜脂过氧化进程;还原型抗坏血酸(As A)含量随着低温处理时间都呈小幅上升趋势;超氧化物歧化酶(SOD)活性总体呈下降趋势,LA2706和LA1777分别比处理前下降55.3%和28.2%;LA1777叶片中抗坏血酸过氧化氢酶(APX)活性在7 d时峰值显著升高,为LA2706的4.0倍。随着低温处理时间的延长,可溶性总糖含量、酸性转化酶活性、中性转化酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性均呈上升趋势,LA2706比LA1777更为显著,处理7 d后,LA2706分别为处理前的5.8,4.8,10.2,1.7倍,低温导致LA2706叶片中淀粉大量分解成蔗糖,以缓解低温胁迫环境对其造成的伤害。
关键词：
番茄 低温 叶片 抗氧化 碳同化
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
马玲 马倩 王静 张祎洋 马燕 马思艳 吴龙国
[目的] 为快速检测叶片含水量，探索及时监测番茄植株生长状况的在线监测模型。[方法] 本试验利用高光谱成像技术，提取出195个叶片样本的平均光谱反射率。通过异常值剔除、样本集划分、5种预处理方法对原始光谱进行预处理和优化，采用连续投影算法（Successive Projections Algorithm， SPA）、无信息变量消除变换法（Uninformation variable elimination， UVE）、迭代保留信息变量法（Iterative retained InformationVariable， IRIV）和遗传偏最小二乘算法（Genetic partial-least-squares algorithm， GAPLS）提取特征波长，并建立偏最小二乘回归（Partial-least-squares regression，PLSR）模型。基于优选的特征波长建立PLSR、多元线性回归（Multiple linear regression ， MLR）以及主成分回归（Principal component regression ， PCR）模型和卷积神经网络模型（convolutional neural network， CNN）。[结果] 结果表明：优选基线校准-正交信号校正法（Baseline-Orthogonal signal correction， Baseline-OSC）对叶片含水量进行预处理；IRIV法提取的特征波长建立的叶片含水量定量预测模型效果最优R_(c)~(2)为0.489，R_(p)~(2)为0.466；基于IRIV-CNN建立的叶片含水量模型效果好（R_(c)~(2)=0.668，RMSEC=0.019；R_(p)~(2)=0.424，RMSEP=0.033）。[结论] 本研究对设施蔬菜产业发展水分利用效率以及番茄作物水分的科学管理具有重要的现实意义和作用，为番茄植株长势在线监测提供技术支撑。
关键词：
番茄叶片 含水量 高光谱 检测
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
张志新 邹志荣 张春梅 王云冰 杨建军 燕飞
【目的】探讨番茄体内多胺代谢与抗旱性的关系,为植物抗旱性的深入研究提供理论依据。【方法】以番茄幼苗为材料,用不同质量浓度(0(CK),50,75,100 g/L)的聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫,研究不同水分胁迫条件下番茄幼苗叶片和根系中多胺代谢的变化。【结果】水分胁迫影响番茄幼苗叶片和根系中的多胺代谢,随胁迫时间的延长,番茄幼苗叶片和根系中游离态腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)及精氨酸脱羧酶(ADC)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)、多胺氧化酶(PAO)活性均呈先上升后下降的趋势,且除PAO外上升幅度随胁迫程度加重而增大。番茄幼苗叶片和根系中ADC、ODC活性与Put含量极显...
关键词：
番茄 水分胁迫 多胺代谢 酶活性 抗旱性
[期刊] 华北农学报
[作者]
李天来 焦晓赤 齐明芳 刘玉凤 徐连营
以耐低温番茄品系L402-F和冷敏感品系自交系J2为试材,15℃为对照,研究6℃夜低温不同时长处理对光合指标和可溶性糖类的影响及相关性分析。结果表明:不同时长夜低温胁迫导致L402-F和J2番茄叶片的净光合速率、Rubisco羧化速率和Fv/Fm均下降,呈现15℃>6℃3 h>6℃9 h,L402-F的下降幅度比J2的下降幅度小,品种间存在着一定的差异;低温胁迫后,碳水化合物在L402-F和J2叶片中积累,并且随着处理小时数的增多和处理时间的延长,碳水化合物的积累增多;对净光合速率与各指标间进行相关性分析表明,L402-F叶片中净光合速率的下降与淀粉含量的大量积累有关,而导致J2叶片中净光合速...
关键词：
夜间低温 番茄 净光合速率 可溶性糖
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
尹赜鹏 鹿嘉智 魏雪莹 王哓慧 齐明芳 孟思达 李天来
以番茄品种辽园多丽为试验材料,研究适当遮光对番茄越夏栽培过程中常遭遇的高温强光(HH, high temperature and highlight)对叶片光系统Ⅱ及光合机构恢复能力的影响。结果表明:HH和HH下适当遮光(HL, HH with proper shading)均导致番茄幼苗叶片的光合作用效率显著降低,非气孔性限制起主导作用。番茄幼苗叶片PSⅡ反应中心活性降低,PSⅡ电子传递受阻,PsbO和PsbA基因相对表达量降低,即HH和HL对番茄幼苗叶片的主要作用位点为PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC)和PSⅡ受体侧QA向QB的传递过程,其原因主要与OEC功能的破坏及D1蛋白的降解有关。HH胁迫下PsbA基因相对表达量降低幅度大于PsbO,并且标准化OJIP曲线上2 ms处相对可变荧光(VJ)的增加幅度大于0.3 ms处相对可变荧光(VK);HL胁迫下PsbA和PsbO基因相对表达量均有降低,但幅度小于HH。说明HH胁迫对番茄幼苗PSⅡ受体侧的伤害程度大于供体侧,HL胁迫下番茄PSⅡ供体侧和受体侧均有损伤,但伤害程度较弱。经12 h恢复后,HH和HL的光合作用能力均有不同程度的提高,适当遮光提高的程度较多,且PSⅡ供体侧和受体侧基本可以恢复到对照水平。此外,HH和HL下番茄幼苗PSⅡ反应中心对光能的捕获及利用能力降低,单位面积有活性反应中心的数量和吸收光能用于电子传递的能量比例均有不同程度的下降,PSⅡ反应中心吸收光能多以热能形式进行耗散。HH和HL经12 h恢复后均有不同程度的增加,HL增加的幅度较明显。因此,在番茄设施越夏栽培的种植和推广时,可以考虑通过遮光网适当遮光的方式缓解高温强光对番茄的产量和品质造成的影响。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
李树萍 董琼 李世民 金友帆
以一年生树番茄(Cyphomandra betacea Sendt.)幼苗为研究对象，设置4种光照(100%、75%、50%、25%自然光照)，测定树番茄幼苗叶片性状以及C、N、P、K含量，分析各指标之间的差异性。结果表明：叶宽、叶面积、叶片含水率、比叶面积在50%自然光照下最大；全光照处理下，树番茄幼苗叶片C含量大于其他遮阳处理的；遮阳处理下，叶片N、P、K的含量大于茎、粗根和细根的；除粗根外，树番茄幼苗各器官的K含量随遮阳程度的增加而不断增加；树番茄幼苗叶片的氮磷比随遮阳程度的增加不断增加；叶、细根的碳氮比和碳磷比小于茎和粗根的，而茎的氮磷比、氮钾比小于叶、粗根和细根的；遮阳处理下，树番茄生长受N、P限制，不受K限制；树番茄幼苗主要通过改变叶片的N、P含量以及茎的N含量、粗根的K含量来适应光照变化。室外栽培、林下种植以及园林应用中可选择50%遮阳环境，并适量施用N、P肥。
关键词：
树番茄 光照 生物量 化学计量特征
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