【摘要】：馬鈴薯是世界第三大經(jīng)濟(jì)型農(nóng)作物,也是我國(guó)的四大主糧之一。我國(guó)總種植面積已居世界首位,但平均畝產(chǎn)量遠(yuǎn)低于世界平均水平。馬鈴薯晚疫病是制約馬鈴薯生產(chǎn)的首要因素,傳統(tǒng)的馬鈴薯病害檢測(cè)方法難以對(duì)馬鈴薯病害嚴(yán)重程度及理化指標(biāo)變化進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的檢測(cè)和診斷。因此需要探索出一種既準(zhǔn)確又快速且無(wú)損的病害檢測(cè)方法,準(zhǔn)確識(shí)別晚疫病并進(jìn)行精確的病害分級(jí),為快速防治提供理論依據(jù)。本研究以馬鈴薯葉片為研究對(duì)象,通過(guò)設(shè)計(jì)并搭建基于光纖光譜的便攜式檢測(cè)儀采集馬鈴薯葉片樣本相應(yīng)區(qū)域的光譜信息,并與化學(xué)計(jì)量法相結(jié)合,對(duì)受晚疫病侵染的馬鈴薯葉片進(jìn)行了理化值檢測(cè)和病害分級(jí)研究。通過(guò)研究結(jié)果設(shè)計(jì)并優(yōu)化便攜式檢測(cè)儀的軟件系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)馬鈴薯葉片晚疫病潛伏期的診斷和發(fā)病期病害分級(jí)功能。本論文主要工作如下:(1)設(shè)計(jì)了基于光譜技術(shù)的便攜式馬鈴薯晚疫病檢測(cè)儀的外殼并搭建了硬件系統(tǒng)。其中,硬件系統(tǒng)主要由供電模塊、控制模塊、顯示模塊和采集模塊構(gòu)成,根據(jù)各模塊的功能對(duì)其進(jìn)行硬件的選型及連接。將連接好的硬件搭載到檢測(cè)儀外殼內(nèi)完成便攜式檢測(cè)儀樣機(jī)制作。運(yùn)用Python語(yǔ)言在主控制器樹(shù)莓派中編寫程序,使該儀器可初步實(shí)現(xiàn)光譜數(shù)據(jù)采集功能。(2)便攜式檢測(cè)儀檢測(cè)POD活性、SPAD值的研究。對(duì)比多種預(yù)處理方法后的建模效果,建立了最優(yōu)全光譜數(shù)據(jù)與POD活性值的PLS預(yù)測(cè)模型。采用x-LW法提取特征波長(zhǎng)后建立了最優(yōu)預(yù)處理下光譜數(shù)據(jù)與POD活性值的PLS和MLR預(yù)測(cè)模型。其中,光譜變換后的全光譜數(shù)據(jù)與POD活性值的PLS模型預(yù)測(cè)效果最好,Rp為所有模型中最大達(dá)到0.944,RMSEp為所有模型中最小且為2.764。對(duì)比多種預(yù)處理方法后的建模效果,建立了最優(yōu)全光譜數(shù)據(jù)與SPAD值的PLS預(yù)測(cè)模型。采用SPA提取特征波長(zhǎng)后建立了最優(yōu)預(yù)處理下光譜數(shù)據(jù)與SPAD值的PLS、MLR和BP-ANN模型。研究發(fā)現(xiàn),平均平滑處理后的全光譜數(shù)據(jù)與SPAD值的PLS模型預(yù)測(cè)效果最好,Rp為所有模型中最大達(dá)到0.950,RMSEp為所有模型中最小且為2.786。(3)晚疫病脅迫下馬鈴薯葉片病害分級(jí)識(shí)別研究。通過(guò)分析反射率值、病斑大小、理化值隨時(shí)間變化的動(dòng)力學(xué)方程及變化曲線圖,建立了馬鈴薯葉片晚疫病基于理化值和反射率值的兩種病害分級(jí)、識(shí)別模型。(4)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了馬鈴薯晚疫病檢測(cè)儀的軟件系統(tǒng)及人機(jī)交互界面。利用Python語(yǔ)言完成了主系統(tǒng)、光譜采集系統(tǒng)、光譜顯示系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)、病害分級(jí)系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì),并運(yùn)用Tkinter工具包完成圖形界面的設(shè)計(jì)。通過(guò)該圖形界面程序?qū)⑸鲜鑫宕笙到y(tǒng)連接起來(lái)植入到便攜式檢測(cè)儀的樹(shù)莓派中,最終實(shí)現(xiàn)該儀器數(shù)據(jù)采集、預(yù)測(cè)理化值、病害識(shí)別、分級(jí)等功能。
【圖文】：

圖 1-1）從古至今以來(lái)都是馬鈴薯種植和生天就可以蔓延全田，從而造成毀滅性的危方法防治的最優(yōu)時(shí)期, 因?yàn)轳R鈴薯晚疫病法都會(huì)造成馬鈴薯產(chǎn)量的減少， 因此馬等 2018）。因此馬鈴薯葉片在晚疫病病的，病斑大小為 50%以下都是可以治愈治療，，但造成的損失也是較大的。

技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S435.32;S237

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本文編號(hào)：2670534