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《山西农业大学》 2018年
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番茄声发射特征规律及识别方法研究

张佳  
【摘要】:植株体内水分代谢直接影响番茄植株的生长发育。水分运输过程中,导管内水柱断裂,进而充满气体,致使导管栓塞,引发植物声发射现象,依据声发射信号可检测植株水分状况并进行指导灌溉,因此,研究番茄植株声发射信号变化规律及不同土壤含水率声发射信号的分类识别具有重要意义,本文通过温室盆栽番茄试验,研究不同灌溉方式对番茄植株生长的影响、番茄声发射信号变化规律、声发射信号分类识别,试验结果如下:1.不同灌溉方式对番茄植株的生长发育影响不同。与称重法灌溉相比,负水头灌溉下番茄的生长特性和水分利用效率显著提高,耗水量显著降低,产量及品质也有所提高;综合分析各处理的番茄耗水量、光合特性、根系活力和产量可知,负水头负压值为60 hPa的土壤含水率和灌溉量更适合温室盆栽番茄植株的生长发育。2.不同生育期的番茄耗水量、光合特性、声发射信号不同。随着番茄植株的生长,不同生育期耗水量、光合特性、声发射信号共振峰参数及功率谱参数呈先增大后减小的趋势,声发射特征参数呈现先减小后增大的趋势,声发射信号特征参数幅值与温室环境温度呈极显著(P0.01)正相关。3.番茄茎秆不同高度的光合特性、声发射信号不同。随着番茄茎秆高度的变化,番茄声发射信号与光合特性的变化规律相反,倒五叶茎秆部位声发射特征参数和频谱参数均为最大,声发射活动最为活跃,其叶片光合特性最弱,生长点以下第五叶的光合特性最强,其茎秆部位的声发射特征参数和频谱参数均最小,因此,将茎秆下部作为番茄声发射信号采集的最佳位置。4.随着水分亏缺程度的减弱,番茄声发射信号特征参数、共振峰幅值、功率谱参数和时频图中能量带数量及频率范围均逐渐增大,共振峰频率呈逐渐减小的趋势,主频呈先增大后减小的趋势;随水分亏缺减弱时间的减少,番茄声发射事件个数也逐渐减少;声发射信号参数可反映水分亏缺的程度,声发射事件个数可作为水分亏缺时间长短判断的一个依据。5.以番茄生育期内声发射信号参数特征值为样本集,构建土壤含水率分类识别模型,综合分析识别率和建模时间,J48决策树算法更适合土壤含水率的识别。运用J48决策树算法识别番茄各生育期内土壤含水率,查准率均高于70%,该算法可应用于植株生长的土壤含水率分类识别。
【学位授予单位】:山西农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S641.2

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