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不同密度下南疆陆地棉铃形及各组分干物质发育规律

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江苏农业科学 2023年第6期51卷 61-66页

作者：宋佳何良荣郭金成郭伟锋胡守林曹新川塔里木大学农学院新疆阿拉尔843300

为探讨南疆不同密度下棉铃铃形和各组分干物质发育规律,以7个陆地棉亲本及21个正交组合的高密度(24万株/hm^(2))、中密度(18万株/hm^(2))和低密度(12万株/hm^(2))棉铃为研究对象,分析不同密度下铃形特点、各组分干物质的生长趋势和特征... 详细信息

为探讨南疆不同密度下棉铃铃形和各组分干物质发育规律,以7个陆地棉亲本及21个正交组合的高密度(24万株/hm^(2))、中密度(18万株/hm^(2))和低密度(12万株/hm^(2))棉铃为研究对象,分析不同密度下铃形特点、各组分干物质的生长趋势和特征值。结果表明:(1)棉铃各组分干质量和铃形性状的累积快慢不同,但生长趋势基本相同,铃壳0~30 d生长较快,30~50 d下降,纤维和棉籽干物质0~30 d累积缓慢,30~50 d累积速度加快。铃体积、铃纵径和铃横径在0~25 d增长较快,25~50 d在一定范围内波动。(2)棉铃各组分干质量和铃形性状均呈“S”形曲线,符合Logistic方程,纤维和棉籽在高密度处理快增期持续时间最长,中密度处理累积量最大;低密度处理铃壳累积量最大,最大累积速率出现时间最晚。各密度间体积最大累积量和快增期持续时间存在极显著(P中密度处理>高密度处理;铃纵径的最大累积量在高密度下和低密度间存在极显著差异;铃横径特征值在3种密度下无显著差异。基于密度对棉铃铃形性状及各组分干物质影响,建议南疆陆地棉合理的种植密度为中密度。

关键词：密度棉铃干物质铃形性状 Logistic方程

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基于密度等级分类的田间棉铃计数算法

计算机辅助设计与图形学学报 2020年第11期32卷 1832-1839页

作者：黄紫云李亚楠王海晖武汉工程大学计算机科学与工程学院武汉430205 武汉工程大学智能机器人湖北省重点实验室武汉430073

为了解决复杂棉田环境中的多模态棉铃计数问题,提出一种基于密度等级分类的田间棉铃计数算法.首先采用密度等级分类估计器对图像中的全局上下文信息进行编码;然后利用多列结构的密度图估计器将输入图像转换为高维特征映射;最后通过特征... 详细信息

为了解决复杂棉田环境中的多模态棉铃计数问题,提出一种基于密度等级分类的田间棉铃计数算法.首先采用密度等级分类估计器对图像中的全局上下文信息进行编码;然后利用多列结构的密度图估计器将输入图像转换为高维特征映射;最后通过特征融合神经网络,将分类信息与高维特征映射相结合,以生成高质量的密度图,进而实现对田间棉铃进行计数.此外,构建了一个包含412幅田间棉铃图像的数据集,该数据集可根据不同的环境、年份和地域条件进行划分,以进行实验和对比.实验结果表明,所提出的算法达到了更低的计数误差,其有效性和鲁棒性均优于其他对比算法.

关键词：棉铃目标计数密度等级分类密度图

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376份陆地棉棉铃早期性状的多样性分析

分子植物育种 2022年第17期20卷 5846-5854页

作者：葛浩胡道武何守朴李洪戈王晓阳庞保印陈全家杜雄明新疆农业大学农学院棉花教育工程研究中心乌鲁木齐830052 中国农业科学院棉花研究所棉花生物学国家重点实验室安阳455000

为解析不同品种陆地棉的棉铃性状之间关系,本研究调查和分析了采自不同地区的376份陆地棉品种的11个棉铃性状多样性。结果表明:(1)11个棉铃相关性状间的变异系数均大于10%,不同性状的变异系数为籽棉重>体积>壳重>铃重>壳厚>铃容重>横径(... 详细信息

为解析不同品种陆地棉的棉铃性状之间关系,本研究调查和分析了采自不同地区的376份陆地棉品种的11个棉铃性状多样性。结果表明:(1)11个棉铃相关性状间的变异系数均大于10%,不同性状的变异系数为籽棉重>体积>壳重>铃重>壳厚>铃容重>横径(上)>横径(下)>纵径>横径(中)>壳重率,说明棉花的产量易受环境影响;(2)相关性分析表明纵径与横径(上,中,下)、体积、壳厚、壳重、籽棉重、铃重呈极显著正相关,与壳重率和铃容重呈极显著负相关;壳厚与纵径、横径(中)呈极显著正相关,与体积呈显著正相关;(3)主成分分析表明:第1个主成分中,棉铃的重量和长度对第1个主成分影响较大,尤其是铃重对第1个主成分影响最大;第2个主成分主要反映单位体积的铃重;第3主成分中,壳重率的特征向量正值最大,因此第3主成分可以表示为铃壳占铃重的比例;第4个主成分中,壳厚的特征向量最大;(4)聚类分析结果表明376份陆地棉可分为大铃、中铃和小铃3个类群,说明所选材料具有一定的差异性,能够代表陆地棉品种材料。本研究结果为深入评价棉铃性状间的遗传多样性及品种选育提供理论依据。

关键词：陆地棉(Gossypium hirsutum L.) 棉铃性状相关性分析

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基于计算机视觉的棉铃检测与分割方法研究

基于计算机视觉的棉铃检测与分割方法研究

作者：张岩山东大学

学位级别：硕士

将智慧农业应用于棉花种植过程,可为棉花作物的种植与生产提供新的技术力量与科学的种植方法。对棉铃的分割与检测研究,有助于及早发现与预防病虫害,提高最终产量,同时节省时间并增加安全性,减少人为错误,大幅度提高决策的科学性与准确... 详细信息

将智慧农业应用于棉花种植过程,可为棉花作物的种植与生产提供新的技术力量与科学的种植方法。对棉铃的分割与检测研究,有助于及早发现与预防病虫害,提高最终产量,同时节省时间并增加安全性,减少人为错误,大幅度提高决策的科学性与准确性。对于棉铃的分割与检测方法目前主要存在以下几个关键问题:对于成熟期吐絮棉铃的检测主要停留在航拍影像上,关于真实场景中棉株近景图像的相关工作较为稀缺;对于绿色未开裂棉铃的检测工作十分稀缺,基本尚未有进展。同时,绿色未开棉铃与背景相似度较高,依靠人工设计并提取特征难以有效区分;白色吐絮棉铃与背景的颜色区分较为明显,但存在较多的棉铃重叠与被枝干遮挡分离的情况。基于以上问题,本文分别对真实棉田中未开裂绿色棉铃以及近景图像中成熟期吐絮棉铃为对象进行了分析研究并提出了相应的方法,具体包括:1、提出了一种改进的YOLOv5目标检测算法,引入了多种更为新颖及有效的方法:使用Dense Block替换了其中的残差单元结构,引入了 SE注意力机制,在特征融合网络部分换为Bi-FPN结构,调整了特征提取网络的结构,从更浅的网络层输出更大的特征图进行检测。以上改进提升了对未开裂绿色棉铃的检测精度,同时减少了模型的参数、体积并降低了计算量,使模型更轻量化,达到了 25ms每幅图像的检测速度,满足实际应用的需求;2、提出了一种成熟期白色棉铃的分割与检测算法,使用HSV颜色空间中的S通道特征进行预分割,并将预分割的结果作为掩膜矩阵初始化GrabCut算法进行进一步分割,对每个连通域进行分析与提取特征参数后,分别设计了区域合并算法与基于距离变换和循环阈值分割的区域分裂算法进行分割与检测。本文工作中在新疆喀什地区奥都水控农场进行了人工采集图像数据,并根据具体需求进行了整理与数据标注。针对绿色棉铃的检测,本文分别进行了消融实验与对比实验,验证了改进的有效性以及相比于其它方法的优点。针对成熟期吐絮棉铃的分割与检测,本文在每一个方法步骤后都进行了实验并呈现了具体效果,并最终通过对比实验验证了分割算法的有效性。同时本文使用了基于区域对比度的评价指标Zeboudj,并自主设计了一种基于区域内颜色均差的评价指标F’,与人工分割的结果进行比对,验证了所提出的分割方法的有效性与准确性。

关键词：棉铃分割目标检测 YOLO GrabCut

花铃期干旱和渍水对棉铃碳水化合物含量的影响及其与棉铃生物量累积的关系

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应用生态学报 2014年第8期25卷 2251-2258页

作者：杨长琴刘敬然张国伟刘瑞显周治国南京农业大学农学院农业部南方作物生理生态重点开放实验室南京210095 江苏省农业科学院经济作物研究所南京210014

在池栽条件下,以美棉33B为材料,研究花铃期干旱、渍水7 d和渍水14 d处理对棉铃碳水化合物含量的影响及其与生物量累积的关系.结果表明:干旱处理对下部果枝棉铃铃壳碳水化合物含量的影响较小,降低了中部铃壳碳水化合物含量;干旱处理上部... 详细信息

在池栽条件下,以美棉33B为材料,研究花铃期干旱、渍水7 d和渍水14 d处理对棉铃碳水化合物含量的影响及其与生物量累积的关系.结果表明:干旱处理对下部果枝棉铃铃壳碳水化合物含量的影响较小,降低了中部铃壳碳水化合物含量;干旱处理上部铃壳和渍水处理铃壳可溶性糖、淀粉含量增加,蔗糖含量先降后增,且随渍水持续期延长变幅增大,蔗糖外运受阻加重.与铃壳相比,花铃期干旱和渍水处理对棉籽碳水化合物含量的影响较小.干旱和渍水7 d处理中部果枝棉铃生物量快速增长起始期提前但历时短,下部和上部棉铃生物量累积最大增长速率降低;渍水14 d处理不同果枝部位棉铃生物量累积最大增长速率均降低.相关分析表明,棉铃生物量及其最大增长速率与铃壳可溶性糖和蔗糖含量关系密切.因此,花铃期干旱和渍水影响棉铃蔗糖外运,改变棉铃生物量累积特性,是棉铃生物量降低的原因.

关键词：棉花花铃期干旱和渍水棉铃碳水化合物生物量累积

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不同开花时期陆地棉铃部干物质积累规律

西北农业学报 2020年第2期29卷 224-230页

作者：曹新川郭伟锋胡守林何良荣塔里木大学植物科学学院新疆阿拉尔843300

为探讨南疆棉区陆地棉棉铃发育过程中各组分干物质累积变化规律,对19个陆地棉材料分别测定第5、10、15、20、25、30、40、50、60天棉铃各组分干质量。结果表明:棉铃的种子、纤维、铃壳干物质质量均可用Logistic方程拟合。棉铃各组分的... 详细信息

为探讨南疆棉区陆地棉棉铃发育过程中各组分干物质累积变化规律,对19个陆地棉材料分别测定第5、10、15、20、25、30、40、50、60天棉铃各组分干质量。结果表明:棉铃的种子、纤维、铃壳干物质质量均可用Logistic方程拟合。棉铃各组分的干物质积累快慢不同,铃壳的干物质积累比较快,花后20 d左右即可达到最大值;花后20 d左右棉纤维和种子进行内容物充实,棉纤维干物质的累积速度要快于棉籽干物质的累积速度,棉籽和棉纤维干物质积累都要延续到开花50 d后才能达累积的最大值。伏前桃的干物质累积速度最快;伏桃进入和结束快增期的时间晚,历期长,但累积速度慢于伏前桃;秋桃的各组分的干物质累积速度最慢,种子、纤维累积量最低。棉籽干物质的累积速度大于纤维的累积速度,铃壳干质量最高。同化物质的分配在棉铃发育过程中是一个动态平衡的过程,棉铃发育后期纤维、铃壳中的同化物质有再分配利用的趋势。

关键词：陆地棉棉铃干物质累积 Logistic方程

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基于上下文多尺度融合的棉铃计数算法

计算机应用研究 2021年第6期38卷 1913-1916页

作者：黄紫云李亚楠王海晖武汉工程大学计算机科学与工程学院武汉430205 武汉工程大学智能机器人湖北省重点实验室武汉430073

由于实际的棉田环境中存在高度遮挡及尺度多变问题,大幅降低了目标计数算法的精度。针对这一问题,提出基于上下文多尺度融合的棉铃计数算法。算法由金字塔结构的上下文模块和融合卷积神经网络两个部分组成。首先通过全局上下文和局部上... 详细信息

由于实际的棉田环境中存在高度遮挡及尺度多变问题,大幅降低了目标计数算法的精度。针对这一问题,提出基于上下文多尺度融合的棉铃计数算法。算法由金字塔结构的上下文模块和融合卷积神经网络两个部分组成。首先通过全局上下文和局部上下文模块对棉铃图像的上下文信息编码,同时利用多列特征转换模块将输入图像映射成高维特征,最后通过融合卷积神经网络将上下文信息与高维特征进行融合,实现高精度棉铃计数并生成高质量棉铃密度图。此外,从近距离和地空观测两个角度在棉铃数据集上进行实验,实验结果表明,引入上下文信息可以有效提升棉铃计数精度,计数误差MAE和MSE分别下降了27.3和29.4。

关键词：棉铃目标计数上下文信息多尺度特征卷积神经网络

施氮量和种植密度对东北特早熟棉区棉铃生物量和氮素累积的影响

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应用生态学报 2012年第2期23卷 403-410页

作者：王子胜吴晓东高相彬徐敏沈丹金路路周治国南京农业大学农业部作物生长调控重点开放实验室南京210095 辽宁省经济作物研究所辽宁辽阳111000

以辽棉19号和美棉33B为材料,研究了不同施氮量(0、240、480kg·hm-2)和不同种植密度(75000、97500、120000plants·hm-2)对东北特早熟棉区棉花棉铃生物量和氮素累积特征的影响.结果表明:棉花单铃、棉籽和纤维的生物量及其氮素累积随棉... 详细信息

以辽棉19号和美棉33B为材料,研究了不同施氮量(0、240、480kg·hm-2)和不同种植密度(75000、97500、120000plants·hm-2)对东北特早熟棉区棉花棉铃生物量和氮素累积特征的影响.结果表明:棉花单铃、棉籽和纤维的生物量及其氮素累积随棉花生育进程的动态变化均符合"S"型曲线,种植密度和施氮量可以显著影响棉铃各部分生物量和氮素累积的动态特征,以及棉花产量与品质;在施氮量240kg·hm-2和种植密度97500plants·hm-2处理下,单铃、棉籽和纤维的生物量均达到最大,生物量和氮素累积的快速累积起始时间和终止时间较早但持续时间较短,生物量快速累积速率最大,生物量和氮素在铃壳中的分配系数最低,在棉籽和纤维中分配系数最高.

关键词：特早熟棉区棉铃施氮量种植密度生物量品质

遮光条件下氮肥用量对棉铃生长发育及产量的影响

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西北农业学报 2015年第4期24卷 69-75页

作者：苏丽丽田彦君徐新霞徐文修新疆农业大学农学院乌鲁木齐830052

人工模拟果棉间作遮光条件下采用裂区试验方法,研究不同光照、施氮水平对棉铃生长发育及产量的影响。结果表明,光照和氮肥共同影响着棉铃生长发育和产量的高低,且光照比氮肥的影响更大;遮光使棉铃体积减小、棉铃干物质积累下降、发育推... 详细信息

人工模拟果棉间作遮光条件下采用裂区试验方法,研究不同光照、施氮水平对棉铃生长发育及产量的影响。结果表明,光照和氮肥共同影响着棉铃生长发育和产量的高低,且光照比氮肥的影响更大;遮光使棉铃体积减小、棉铃干物质积累下降、发育推迟;遮光施氮量为0kg/hm2(N0)、320kg/hm2(N1)、480kg/hm2(N2)处理棉铃体积分别比对照(光照处理)减少2.1%、5.6%、3.7%,铃壳、棉籽、纤维干物质最大积累量分别减少11.8%、8.1%、5.4%,适当增加施氮量会减少其降低程度;遮光条件下不同施肥处理的棉花平均产量比自然光照减少56.9%,中等施氮处理(N1)能获得相对最高皮棉产量(2 931.28kg/hm2),其分别比未施肥处理N0和高施肥处理N2增产63.97%和17.94%。因此,在新疆果棉间作模式下,通过合理增施氮肥可以在一定程度上减轻因遮光导致的产量下降。

关键词：遮光施氮量棉铃产量