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劉鑒等:考慮日光溫室空間異質性的黃瓜葉片濕潤時間估算模型研究(2020年第2期)·專題導讀——農業傳感器與物聯網(2020年第2期)·2020年第2卷第2期目錄·顧浩等:基于熒光法的溶解氧傳感器研制及試驗(2020年第2期)·金洲等:水肥濃度智能感覺與精準配比系統研制與試驗(2020年第2期)·朱登勝等:農機遠端智能管理平台研發及其應用(2020年第2期)·洪葳等:蜂群多特征長期監測系統設計與試驗研究(2020年第2期)·楊選将等:蜂群箱體關鍵參數線上監測系統與性能測試(2020年第2期)

作者:智慧農業資訊

引文格式

劉鑒, 任愛新, 劉冉, 紀濤, 劉慧英, 李明. 考慮日光溫室空間異質性的黃瓜葉片濕潤時間估算模型研究[j]. 智慧農業(中英文), 2020, 2(2): 135-144.
liu jian, ren aixin, liu ran, ji tao, liu huiying, li ming. estimation model of cucumber leaf wetness duration considering the spatial heterogeneity of solar greenhouse[j]. smart agriculture, 2020, 2(2): 135-144. (in chinese with english abstract)
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考慮日光溫室空間異質性的黃瓜葉片濕潤時間估算模型研究

劉鑒1,2, 任愛新1, 劉冉1,2, 紀濤1,2, 劉慧英1*, 李明1,2*

(1.石河子大學 農學院,新疆石河子 832003;2.北京農業資訊技術研究中心/國家農業資訊化工程技術研究中心/農産品品質安全追溯技術及應用國家工程實驗室/中國氣象局 農業農村部都市農業氣象服務中心,北京 100097)

摘要: 葉片濕潤時間(lwd)是植物病害模型的重要輸入變量之一,它與許多葉部病原菌的侵染有關,影響病原侵染和發育速率。為了準确地預測日光溫室黃瓜病害的發生時間和方位,本研究于2019年3月和9月在北京兩個不同類型日光溫室内按照棋盤格法設定了9個采樣點部署溫濕光傳感器和目測葉片濕潤時間,每隔1 h采集一次溫度、濕度、輻射和葉片濕潤資料進行定量估算分析。分析結果表明:bp神經網絡模型在兩個溫室的試驗條件下獲得了相似的準确度(acc為0.90和0.92),比相對濕度經驗模型估算葉片濕潤時間的準确度(acc為0.82和0.84)更高,平均絕對誤差mae分别為1.81和1.61 h,均方根誤差rsme分别為2.10和1.87,決定系數r2分别為0.87和0.85;在晴天和多雲天氣條件下,葉片濕潤時間的空間分布總體規律是南部>中部>北部,南面是葉片濕潤平均時間(12.17 h/d)最長的區域;由東向西方向上,葉片濕潤時間的空間分布總體規律是東部>西部>中部,中部是葉片濕潤平均時間(4.83 h/d)最短的區域;雨天的葉片濕潤平均時間比晴天和多雲長,春季和秋季分别為17.15和17.41 h/d。這些變化和差異對溫室黃瓜種群水準方向的葉片濕潤時間分布具有重要影響,與大多數高濕性黃瓜病害的發生規律密切相關。本研究為預測溫室黃瓜病害分布提供了有價值的參考,對控制病害流行和減少農藥使用具有重要意義,提出的區域化分析溫室内葉片濕潤時間的方法,可以為模拟日光溫室葉片濕潤時間的空間分布提供參考。

關鍵詞: 日光溫室;估算模型;區域化;葉片濕潤時間;bp神經網絡;傳感器

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文章圖檔

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注:字母a,b,c……i表示小氣候監測節點和葉片濕潤時間觀測點的序号,字母j表示溫室外氣象站;n(north)表示北,e(east)表示東。

圖1 日光溫室裝置布置及采樣點

fig. 1 equipment layouts and sampling points of solar greenhouse

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圖2 小湯山和房山溫室rhm和bpnn估算值與實際值的比較

fig. 2 comparison of rhm and bpnn estimated values and actual values in xiaotangshan and fangshan solar greenhouses

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注:小寫字母表示不同方位的差異,大寫字母表示天氣之間的差異,不同字母之間表示具有統計學意義上的顯著差異,相同字母之間表示不存在統計學意義上的顯著差異,顯著差異水準為0.05。n(north)表示北,e(east)表示東

圖3 溫室内不同天氣和位置葉片濕潤時間的方差分析

fig. 3 analysis of variance of lwd in different weather and positions

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來源:《智慧農業(中英文)》2020年第2期

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通訊作者簡介

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劉慧英 教授

劉慧英,女,教授,2003年畢業于浙江大學獲蔬菜學專業,獲博士學位。2007年12月-2008年12月在美國加裡福尼亞大學davis分校做通路學者。新疆園藝學會常務理事。主要研究方向為蔬菜抗逆生理、設施作物生長發育及其調控。近年來主持國家自然科學基金項目3項,國家科技支撐計劃子專題1項,國家星火重點項目1項,人社部留學人員科技活動項目1項,兵團各類項目4項;參與國家自然科學基金、國家星火計劃及其他項目10餘項。發表論文60餘篇;獲新疆維吾爾自治區教學成果三等獎1項、自治區科技進步三等獎1項(集體排名)、兵團科技進步三等獎2項。石河子大學科技進步三等獎1項,主持的“溫室大棚蔬菜高效生産技術教育訓練”獲“十一五”國家星火計劃執行優秀團隊獎。主編專著1部,參編3部。發明專利2項。

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李 明 副研究員

李明,男,中國農業大學農業工程博士,北京市農林科學院國家農業資訊化工程技術研究中心智慧供應鍊部植物生産過程品質安全控制研究組長,副研究員。主要從事植保資訊化與農産品品質安全應用基礎研究與推廣應用。中國農業大學、石河子大學、江蘇大學、北京農學院兼職碩士生導師,西班牙阿爾梅裡亞大學兼職博士生導師,天津市自然科學基金外審專家,中國氣象局-農業農村部都市農業氣象服務中心 病蟲測報技術負責人。承擔歐盟fp7項目、國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中國氣象局氣候變化專項、發改委物聯網技術研發及産業化專項、全國農作物病蟲疫情監測分中心(貴州省)田間監測點建設等省部級項目10餘項,發表相關論文70餘篇(sci 收錄23篇,ei收錄20篇),授權發明專利8項,實用新型專利12項,獲得軟體著作權14項,參編專著4部,參與制定天津市地方标準2項,獲得省部級科研獎勵3項,曾獲中國大陸首位國際精準農業傑出研究所學生獎、北京市農委系統優秀共産黨員、中國植物保護學會優秀青年報告獎等榮譽稱号,受邀擔任在法國舉行的國際設施園藝大會greensys2019學術委員會成員、分會主持,以及地中海國際可持續發展專家委員會成員。

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本期支援機關

京藍雲智物聯網技術有限公司

北京農信通科技有限責任公司

北京中農信達資訊技術有限公司

浙江臻善科技股份有限公司

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《智慧農業(中英文)》(季刊)是由中華人民共和國農業農村部主管,中國農業科學院農業資訊研究所主辦,《智慧農業(中英文)》編輯委員會學術指導,《智慧農業(中英文)》編輯部編輯出版的國内外公開發行的農業科學類學術期刊。期刊聚焦農業資訊技術發展前沿與熱點,刊載和傳播國内外最新研究成果,通過搭建高水準學術交流平台,引領學術研究方向,服務行業科學決策,培養高水準創新人才,促進學科發展。

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