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为探明负压地下灌溉条件下的盆栽番茄根系分布规律,通过试验测定不同生长时期的盆栽番茄根系三维空间坐标和生长参数.统计分析所测试验数据,明确了番茄各级根长生长函数、分根点分布及其侧生概率和侧生方向.基于番茄根系拓扑结构和实际生长规律,提出利用微分L系统构建番茄根系三维生长模型以描述盆栽番茄根系生长规律及其边界条件.文中以所构建的盆栽番茄根系三维生长模型为算法基础,利用OpenGL技术实现盆栽番茄根系三维生长可视化模拟系统,直观地再现了负压地下灌溉条件下盆栽番茄根系在不同生长时期的空间分布和生长情况.通过与试验数据对比分析,对于幼苗期的盆栽番茄根系分布平均模拟拟合度约为83%,而对于结果期的根系分布平均模拟拟合度约为91%.因此所建模型能够有效模拟盆栽番茄的根系生长情况.基于微分L系统的盆栽番茄根系三维生长模型可以表达不同生长时期番茄根系的形态特征和生长规律,为进一步研究土壤水分与根系生长的互作用奠定基础. 相似文献
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果实识别是视觉检测技术重要的环节,其识别精度易受复杂的生长环境及果实状态的影响。以大棚环境下单个、一簇、光照、阴影、遮挡、重叠6种复杂生长状态下的番茄果实为对象,提出一种基于改进YOLOv4网络模型与迁移学习相结合的番茄果实识别方法。首先利用ImageNet数据集与VGG网络模型前端16卷积层进行模型参数预训练,将训练的模型参数初始化改进模型的权值以代替原始的初始化操作,然后使用番茄数据集在VGG19的卷积层与YOLOV4的主干网络相结合的新模型中进行训练,获得最优权重实现对复杂环境下的番茄果实进行检测。最后,将改进模型与Faster RCNN、YOLOv4-Tiny、YOLOv4网络模型进行比较。研究结果表明,改进模型在6种复杂环境下番茄果实平均检测精度值mAP达到89.07%、92.82%、92.48%、93.39%、93.20%、93.11%,在成熟、半成熟、未成熟3种不同成熟度下的F1分数值为84%、77%、85%,其识别精度优于比较模型。本文方法实现了在6种复杂环境下有效地番茄果实检测识别,为番茄果实的智能采摘提供理论基础。 相似文献
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基于改进型YOLO的复杂环境下番茄果实快速识别方法 总被引：11，自引：0，他引：11
为实现温室环境下农业采摘机器人对番茄果实的快速、精确识别,提出了一种改进型多尺度YOLO算法(IMS-YOLO)。对YOLO网络模型进行筛选和改进,设计了一种含有残差模块的darknet-20主干网络,同时融合多尺度检测模块,构建了一种复杂环境下番茄果实快速识别网络模型。该网络模型层数较少,能够提取更多特征信息,且采用多尺度检测结构,同时返回番茄果实的类别和预测框,以此提升番茄果实检测速度和精度。采用自制的番茄数据集对IMS-YOLO模型进行测试,并分别对改进前后网络的检测性能以及主干网络层数对特征提取能力的影响进行了对比试验。试验结果表明,IMS-YOLO模型对番茄图像的检测精度为97. 13%,准确率为96. 36%,召回率为96. 03%,交并比为83. 32%,检测时间为7. 719 ms;对比YOLO v2和YOLO v3等网络模型,IMS-YOLO模型可以同时满足番茄果实检测的精度和速度要求。最后,通过番茄温室大棚采摘试验验证了本文模型的可行性和准确性。 相似文献
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为实现设施番茄准确有效施肥管理,以改良金棚8号番茄为试验材料,常规基质栽培番茄营养液管理方式为对照(CK),将番茄结果时期与营养液滴灌频率2因子完全交互耦合,番茄结果期划分为结果前期(第3穗果坐果～第1穗果成熟)和结果后期(第1穗果成熟～第5穗果成熟),各结果期滴灌频率均设置1、3、5次/d共3个频率(供应营养液总量相同),共10个处理,研究不同耦合处理对番茄不同层果实品质和产量的影响。利用主成分分析法、逼近理想解排序法、隶属函数分析法、灰色关联度分析法4种单一综合评价方法对番茄多层果实进行品质-产量单一算法综合评价,对通过事前一致性检验(Kendall-W)的单一综合评价结果进行模糊Borda组合评价,确定最优营养液滴灌频率方案。结果表明,耦合处理能显著增加番茄产量,不同层果实品质指标最优时,对应的耦合处理不同。4种单一综合评价方法的排序结果存在差异,Kendall-W一致性检验的协和系数为0.920,满足模糊Borda组合评价条件。主成分分析法与模糊Borda法的排序结果相关系数最高,为0.988。基于模糊Borda组合评价方法得出,结果前期1次/d、结果后期3次/d的滴灌频率可兼... 相似文献
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施肥胁迫对温室番茄不同生长期表型数据的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究不同水肥策略对温室番茄长势的影响,试验选择常见的适合温室种植的小番茄（彩玉）为研究对象,以不同配比的水溶性肥,设置了4种施水肥水平。试验过程中,分别采集4种水肥条件下的番茄株高、株径、茎节数、花序数和果实参数等表型数据。采用ANOVA单因素分析方法,对试验数据进行对比分析。不同配比水肥对番茄长势存在显著差异。其中,高施肥水平（Ⅳ）能够得到最佳产量。而中等水肥（Ⅲ）长势最佳,具有最大单果质量,且与不施肥和较少量施肥相比,其长势和果实产量优势明显,经济效益显著。对果实数、株高、茎节数、花序数和产量进行多因素回归分析,决定系数R2为0.965,其差异显著性顺序依次为果实数、株高、茎节数和花序数。试验结果表明,中等水肥配比下,表型数据的自动采集和分析能够对温室番茄水肥一体化设备灌溉策略的制定提供参考。 相似文献
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高压静电场处理番茄贮藏保鲜试验 总被引：1，自引：0，他引：1
以番茄果实为材料,利用30,60,90kV/m高压静电场对番茄果实进行20,40,60min预处理,然后置于16℃左右的室温条件下贮藏,定期测定番茄的Vc含量、酸度、质量损失率等保鲜性能指标,研究了不同剂量的高压静电场对番茄的保鲜效果.试验结果表明,高压静电场处理能够很好地抑制番茄质量的损失和番茄果实Vc含量、酸度的变化,延迟了番茄果实腐败的发生.另外,利用60kV/m高压静电场处理60min,其果实Vc含量、果实质量损失率以及酸度的变化均小于其他处理,保鲜效果最好. 相似文献
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为探究不同生育期循环曝气地下滴灌对温室番茄生长及品质的影响规律,设置不同生育期以及全生育期循环曝气处理,以全生育期不曝气处理作为对照组,研究不同生育期循环曝气处理对温室番茄株高、茎粗、叶绿素含量、根系活力及品质的影响.结果表明：开花坐果期循环曝气处理有利于温室番茄株高的增长,果实膨大期循环曝气处理有利于温室番茄茎粗的增长,多生育期连续循环曝气较单一生育期曝气优势不明显;相较于对照组处理,果实膨大期曝气处理温室番茄果实单果质量提高36.12%,果实横纵径分别提高11.52%,20.24%,可溶性固形物含量提高29.25%,有机酸含量降低20.41%,糖酸比提高47.53%,维生素C含量提高40.58%,可溶性糖含量提高12.65%,可溶性蛋白含量提升38.62%,果实膨大期曝气处理有利于温室番茄单果质量的增加和品质的优化.因此,综合果实品质和作物生长各指标,开花坐果期循环曝气处理更有利于温室番茄株高的生长,果实膨大期曝气处理更有利于温室番茄茎粗、单果质量及果实品质的提升. 相似文献
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基于改进YOLOv3的温室番茄果实识别估产方法 总被引：3，自引：0，他引：3
《中国农机化学报》2021,(4)
为实现温室番茄产量智能化在线评估,研究基于改进YOLOv3的温室番茄红果和绿果识别方法,以对自然生长状态下番茄果实进行计数估产。根据工厂化番茄种植工况条件,设计产量估计视觉系统;提出基于广义交并比(GIOU)的位置损失函数,对传统YOLOv3算法损失函数进行改进,其尺度不变特征可有效提高形态各异果实目标的描述精度。在样本图像数据构建和标注基础上,用K-means聚类算法分别获得9个不同规格的先验框,并根据特征图层次等级进行分配。通过模型训练和评价得到最优估产模型的平均精度均值(mAP)为95.7%,单幅图像处理耗时15 ms。现场试验表明,改进的YOLOv3模型对于番茄红果、绿果的估产精度均得到改善,总体估产精度达到96.3%,比传统YOLOv3模型估产精度提高2.7%,并且对于密集和受遮挡果实具有更好的识别效果。该研究结果可以为智能化估产系统研发提供技术支撑。 相似文献
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无限生长型番茄的整枝和水分管理是影响其产量和品质的主要措施之—.在2年的田间试验中发现,在我国华北半湿润地区番茄露地生产中,当保留4层花果序时,可以在番茄第1、第2层穗果的果实如鸡蛋大小时,将第1、第2层穗果下部的枝叶全部去掉,仅保留第3和第4层穗果的主枝叶进行光合作用;并且在番茄缓苗后,可控制滴头正下方0.2m深度土壤基质势的下限高于-50 kPa.这种番茄整枝和滴灌灌溉制度不影响番茄的产量,并且提高了果实中可溶性糖和蛋白质的含量,减少灌水量和耗水量,而且还可以提高番茄的水分利用效率和灌溉水利用效率. 相似文献
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为研究番茄温室风口开关时间，进一步实现温室智能控制，以人工控制为对照结合番茄不同生长时期，利用多元回归方法对温室风口打开/关闭时的基础温度与室内外温度、昼夜温差进行分析，得到不同时期下温室风口打开/关闭的回归模型。研究结果表明：多元回归模型预测效果较为理想，番茄开花坐果期风口打开/关闭时间预测模型的R2分别为0836 6和0.981 4，结果期风口打开/关闭时间预测模型的R2分别为0.911 3和0.951 3，各RMSE值均小于0.95。番茄开花坐果期，与人工控制相对比模型控制下室内温度优化42.86%，同时保证了昼夜温差更加符合番茄根茎叶中相关物质的积累要求。番茄结果期，与人工控制相对比模型控制有效调整了室内温度变化范围、提升昼夜温差的合理性，为番茄果实中营养物质的积累提供条件。综上所述，番茄不同生长时期下回归模型能较好地解决温室风口开关时间的控制问题，解放劳动生产力，提升番茄经济效益，也为番茄温室的综合调控分析提供研究思路。 相似文献
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温室滴灌条件下水分亏缺对番茄生长及生理特性的影响 总被引：2，自引：1，他引：2
为确定温室滴灌条件下番茄高产高效的适宜土壤水分控制指标,采用小区试验方法,在温室滴灌条件下研究了不同时期水分亏缺对番茄生长发育及生理特性的影响。研究结果表明,任何生育阶段发生水分亏缺均会降低番茄叶片光合速率及气孔的开度,进而影响干物质的累积和运转,但不同时期水分亏缺的影响形式及程度有所不同;苗期水分亏缺会抑制番茄的正常生长发育,但水分过高会使植株徒长,不利于光合产物向产量的运移;开花坐果期水分亏缺不仅抑制了番茄的生长发育,而且降低了干物质的累积,并最终影响到产量的形成;成熟采摘期水分亏缺会加速番茄植株的老化,降低最终干物质量,对番茄产量的形成影响最为明显。在不影响番茄植株正常生长发育及生理需水情况下,适度水分亏缺(T1处理)可实现高产与高效用水的统一。 相似文献
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灌排方案对避雨番茄需水特性与产量的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
为了实现南方地区番茄节水、优质、高效生产,在避雨栽培条件下,研究了不同灌排方式对番茄需水特性与产量的影响.研究结果表明:各亏缺灌溉处理土壤含水率随时间总体呈下降趋势,暗管埋深08 m的处理较埋深06 m处理,土壤含水量下降更快但不明显.番茄不同生育阶段的蒸发蒸腾量差别较大,表现为始花坐果期>果实成熟与采收期>苗期.随着番茄的生长,其日蒸发蒸腾量大体呈逐渐上升的趋势.在不同灌排模式和避雨措施条件下,苗期的日蒸发蒸腾量变化范围为107～271 mm／d,始花坐果期日蒸发蒸腾量变化范围为160～309 mm／d,果实成熟与采收期日蒸发蒸腾量变化范围为178～335 mm／d.在相同的排水措施,不同灌溉条件下,番茄果实产量随着灌水量的减少而减少,水分利用率和灌溉水利用率却随着灌水量的减少而增大.研究可为南方避雨栽培下番茄灌排方式的选择及其节水、优质、高产提供参考. 相似文献
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Withholding of drip irrigation between transplanting and flowering increases the yield of field-grown tomato under plastic mulch 总被引：2，自引：0，他引：2
Experiments were conducted in summer of 2003 and 2004 to study the effect of withholding irrigation on tomato growth and yield in a drip irrigated, plasticulture system. Irrigation treatments were initiated at tomato planting (S0), after transplant establishment (S1), at first flower (S2), at first fruit (S3), or at fruit ripening (S4). An additional treatment received only enough water to apply fertigation (FT). Withholding drip irrigation for a short period (S2–S3) increased tomato marketable yield by 8–15%, fruit number by 12–14% while reducing amount of irrigation water by 20% compared to the S0 treatment. Withholding drip irrigation also increased irrigation water use efficiency (IWUE). Similar trends were observed in 2003 and 2004 despite large differences in rainfall, heat units, and tomato yield between years. This suggests that if soil moisture is adequate at transplanting, subsequent withholding of irrigation for 1–2 weeks after tomato transplanting may increase yield while reducing the amount of irrigation water. 相似文献
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人工智能（Artificial Intelligence,AI）辅助种植有助于提高设施园艺作物精准化管理水平、缓解日益凸显的劳动力紧缺问题。草莓是典型的劳动密集型园艺作物,研究对比采用不同AI种植策略和关键技术对草莓温室生产的调控效果,可对园艺作物种植的AI技术改进和产业化应用提供参考。本研究对比分析了4个不同AI种植策略对草莓生长发育和产量及品质的调控效果,并以人工种植管理为参照,对AI种植的技术特点和存在问题进行了分析。结果表明,知识图谱、深度学习、视觉识别、作物模型和作物生长仿真器等技术在草莓AI种植中各有优势。其中,AI-1组采用知识图谱技术将专家经验、作物数据和环境数据进行融合,建立了标准化草莓种植知识结构和智慧种植决策方法,对作物生产发育的调控较为稳健,以较低的投入获得了最高产值。与人工种植管理相比,AI种植策略组的平均产量提高了1.66倍,平均产值提高了1.82倍,最高投入产投比提高了1.27倍。针对高产优质的目标,在配备较完善的智能化设备和控制组件的温室生产条件下,AI辅助种植能有效提高草莓种植管控的精准度,减少水肥和劳动力的投入,获得较高的收益,但也存在对人工管理扰动的模拟难、作物本体信息采集难等问题。 相似文献
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微纳米加气灌溉对温室番茄生长、产量和品质的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
为了探究微纳米加气灌溉对番茄的影响,采用温室小区试验,选择不同的水分控制下限条件,研究了其对番茄生长发育、产量、品质的影响。结果表明,微纳米加气灌溉模式下番茄株高、茎粗、单株叶面积增长速度较常规灌溉得到显著提高,表现为苗期、开花期、坐果期番茄生长优势明显,生长后期增长速度近似相同。基于番茄产量和灌溉水利用效率2个指标条件,微纳米加气灌溉较常规灌溉增长效果更好。微纳米加气灌溉改变番茄产量分布特征,促进番茄提早成熟从而获得更大的经济效益。微纳米加气灌溉对番茄VC量、可溶性固形物和蛋白质均有不同程度提高,有机酸呈降低趋势,对糖酸比的影响不大。综合认为,微纳米加气灌溉应用在温室番茄种植是可行的。 相似文献
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我国现代设施农业技术起步较晚，技术落后，主要表现在设施内栽培作物品种单一、机械化和自动化程度低、设施农业机械装备条件差等方面。这些因素严重制约着我国设施农业的发展。按同口径计，把耕、播、收、灌溉、环控五环节综合测算，2020年我国设施园艺机械化水平35.12%，机械化水平低，且在不同设施、不同环节上极不平衡。连栋温室机械化水平相对高，日光温室和大棚低。耕整地和水肥环节相对高，种和收环节低，环控居中。受设施架构、自然条件（光照、通风等）、种植习惯等多种因素的影响，山西地区大部分设施种植采用南北短垄向种植，南北垄向跨度大多在20米左右，这很大程度上制约了设施生产机械化的发展，设施装备从基础层面升级任务迫切，结合设施现状优化农艺尤为重要。2022年，山西省农业机械发展中心联合中国农业大学在山西祁县、新绛县进行了大棚设施东西垄向机械化番茄生产试验，并与人工南北垄向番茄生产作业进行效益对比分析，优化后的东西垄向机械化番茄生产不仅能够很大程度上节约用工、用时，且番茄生长的各个环节苗珠健壮、叶片宽大、挂果率高，产量微增。 相似文献
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针对传统农业机器人抓取过程中视觉识别番茄果实尺寸和姿态存在枝叶遮挡的问题,提出了一种基于视触觉感知的番茄尺寸和姿态解析方法。在果实抓取过程中通过视触觉传感器得到果实外轮廓接触局部点云信息,然后通过相机参数标定以及各手指关节变换矩阵,将不同传感器坐标系下的点云信息变换到同一基坐标系下,进而通过点云改进PCA算法和ICP算法解析抓取果实的尺寸和姿态信息。为了评估所提出解析方法的性能,在实验室环境下进行了番茄尺寸和姿态检测试验。通过游标卡尺测量和深度相机扫描分别获得番茄果实尺寸和姿态的真实值,并与本文方法解析结果进行对比。检测试验结果表明,本文方法获得的番茄横向尺寸和纵向尺寸平均相对误差分别为8.66%和11.08%,番茄果轴与视场投影面的水平夹角和垂直偏转角平均相对误差分别为10.03%和14.02%。本文方法解析的番茄果实尺寸与姿态信息,可应用于番茄果实抓取过程中的姿态调控,从而提高番茄果实抓取采摘的可靠性。 相似文献