本發(fā)明屬于農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中病害預(yù)測預(yù)報技術(shù)領(lǐng)域,涉及孢子捕捉及分析技術(shù),具體涉及一種物聯(lián)網(wǎng)的孢子自動捕捉培養(yǎng)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
氣傳病害多為農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中的主要防控對象,其中白粉病、霜霉病、銹病等是重點防控對象,列入國家病害預(yù)測預(yù)報項目,每年需要大量的人力物力來完成相關(guān)病害的預(yù)測預(yù)報。而隨著空氣孢子捕捉儀(如鶴壁佳多科工貿(mào)股份有限公司開發(fā)的空氣孢子捕捉儀)的成功,明顯減輕了植保人員預(yù)測病害的工作量。
但在預(yù)測病害領(lǐng)域,仍然存在基層工作人員不會分析鑒定病原孢子,信息傳輸慢,數(shù)據(jù)分享不及時等問題,不能滿足日益重要的現(xiàn)代病害預(yù)測預(yù)報技術(shù)的需要。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提出一種孢子自動捕捉培養(yǎng)及統(tǒng)計分析系統(tǒng),能夠在田間實現(xiàn)孢子的信息采集,在室內(nèi)(如辦公室內(nèi)的電腦上)實現(xiàn)病原的鑒定和病害預(yù)測預(yù)報。該方案減少了工作人員到田間收集孢子玻片的工作量及污染情況,實現(xiàn)了全天候無人值守連續(xù)自動的孢子田間捕捉、實地培養(yǎng)、顯微成像、實時數(shù)據(jù)傳輸、實時信息共享、專家分析等,科學(xué)、合理地實現(xiàn)了孢子的信息采集與鑒定,滿足病害預(yù)測預(yù)報技術(shù)的需要,節(jié)省了大量的人力物力。
本發(fā)明首先提供一種孢子自動捕捉系統(tǒng),包括一由電機驅(qū)動的轉(zhuǎn)盤,一裝有載玻片的載玻盒,一進風(fēng)管,一風(fēng)機,一由電機驅(qū)動的推出裝置,以及一控制計算機;轉(zhuǎn)盤、推出裝置和風(fēng)機由控制計算機控制運行;載玻盒、進風(fēng)管和推出裝置固定在轉(zhuǎn)盤上方;轉(zhuǎn)盤上設(shè)有至少一個凹槽,轉(zhuǎn)盤上的凹槽轉(zhuǎn)動至載玻盒下方時,載玻盒內(nèi)的載玻片落入凹槽內(nèi);之后裝有載玻片的凹槽隨轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動至進風(fēng)管下方,在風(fēng)機作用下包含孢子的風(fēng)流進入進風(fēng)管內(nèi),并通過載玻片上的粘合劑采集孢子;之后由推出裝置將載玻片推出凹槽。
進一步地,所述凹槽為至少兩個,所述載玻盒內(nèi)裝有多片載玻片;第一片載玻片落入第一凹槽內(nèi)并轉(zhuǎn)動至進風(fēng)管下方以采集孢子時,第二凹槽位于載玻盒下方并落入第二片載玻片,之后第二片載玻片轉(zhuǎn)動至進風(fēng)管下方以采集孢子;采集孢子后的載玻片被推出裝置推出凹槽后,該凹槽繼續(xù)轉(zhuǎn)動至載玻盒下方并落入第三片載玻片;如此實現(xiàn)持續(xù)的采集。
本發(fā)明還提供一種孢子自動捕捉、培養(yǎng)系統(tǒng),在上述裝置基礎(chǔ)上,還包括培養(yǎng)裝置,其包含輸液袋、輸液管和由電機驅(qū)動的用于擠壓輸液袋的擠壓裝置,所述輸液袋內(nèi)裝有營養(yǎng)液,所述擠壓裝置由所述控制計算機控制運行;采集孢子后的載玻片隨轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動至該培養(yǎng)裝置處,在所述控制計算機的控制和電機的驅(qū)動下,通過擠壓裝置擠壓輸液袋,使?fàn)I養(yǎng)液通過輸液管定時定量地加在載玻片上,實現(xiàn)自動加液培養(yǎng);之后由推出裝置將載玻片推出凹槽。
進一步地,所述凹槽為至少三個,所述載玻盒內(nèi)裝有多片載玻片;第一片載玻片落入第一凹槽內(nèi)并轉(zhuǎn)動至進風(fēng)管下方以采集孢子時,第二凹槽位于載玻盒下方并落入第二片載玻片;采集孢子后的第一片載玻片繼續(xù)轉(zhuǎn)動至培養(yǎng)裝置的輸液管下方以進行培養(yǎng)時,第二片載玻片轉(zhuǎn)動至進風(fēng)管下方以采集孢子,同時第三凹槽位于載玻盒下方并落入第三片載玻片;如此實現(xiàn)持續(xù)的采集和培養(yǎng)。
本發(fā)明還提供一種孢子自動捕捉、培養(yǎng)、成像系統(tǒng),在上述裝置基礎(chǔ)上,還包括成像裝置,其包含顯微鏡和攝像機,其中攝像機由電機驅(qū)動,并由所述控制計算機控制運行;經(jīng)過培養(yǎng)后的孢子轉(zhuǎn)動到該成像裝置下,經(jīng)顯微鏡放大后由電機帶動攝像機進行拍照;之后由推出裝置將載玻片推出凹槽。
進一步地,所述凹槽為至少四個,所述載玻盒內(nèi)裝有多片載玻片;第一片載玻片落入第一凹槽內(nèi)并轉(zhuǎn)動至進風(fēng)管下方以采集孢子時,第二凹槽位于載玻盒下方并落入第二片載玻片;采集孢子后的第一片載玻片繼續(xù)轉(zhuǎn)動至培養(yǎng)裝置的輸液管下方以進行培養(yǎng)時,第二片載玻片轉(zhuǎn)動至進風(fēng)管下方以采集孢子,同時第三凹槽位于載玻盒下方并落入第三片載玻片;進行培養(yǎng)后的第一片載玻片繼續(xù)轉(zhuǎn)動至成像裝置下方時,第二片載玻片位于培養(yǎng)裝置的輸液管下方以進行培養(yǎng),同時第三凹槽位于進風(fēng)管下方以采集孢子,同時第四凹槽于載玻盒下方并落入第四片載玻片;如此實現(xiàn)持續(xù)的采集、培養(yǎng)和成像。
進一步地,所述成像裝置包含傳輸模塊,用于通過有線或無線方式將拍攝的孢子圖像傳輸至物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器;所述物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器對孢子圖像進行處理,包括進行自動分析篩選。
進一步地,還包括一位于外部的箱體,所述箱體包括一風(fēng)雨帽和一立體支架。
本發(fā)明的孢子信息自動捕捉培養(yǎng)系統(tǒng)采用氣流定量、定時采集(統(tǒng)一風(fēng)機型號、通風(fēng)管道直徑,已確定每分鐘的氣流是一樣的,通過控制器即控制計算機控制抽風(fēng)時間一致,達到氣流定量;控制器設(shè)定采集時間定時采集孢子次數(shù)),自動培養(yǎng)(可針對不同孢子設(shè)定不同培養(yǎng)時間),自動成像,遠程無線傳輸,實時顯示、存儲病菌孢子圖像;通過病菌圖像信息庫,分析田間的病原孢子數(shù)量的變化,預(yù)測病害的發(fā)生時間、發(fā)生程度和傳播路線,是孢子監(jiān)測的專用設(shè)備,能夠全天候無人值守連續(xù)自動工作。本系統(tǒng)可與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),如與鶴壁佳多科工貿(mào)股份有限公司開發(fā)的農(nóng)林atcsp物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)(atcsp為該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的代號),達到國家、省、市、縣、鄉(xiāng)各級信息采集站無線傳輸、遠程控制和信息數(shù)據(jù)共享。
附圖說明
圖1是孢子自動捕捉培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2a~圖2d為內(nèi)筒200的示意圖,其中圖2a為內(nèi)筒去掉上半部分的筒壁后的立體結(jié)構(gòu)示意圖,圖2b為去掉全部筒壁后的立體結(jié)構(gòu)示意圖,圖2c為圖2b的俯視圖,圖2d為圖2c中c-c截面的剖視圖。
圖3為轉(zhuǎn)盤及其上面的凹槽的示意圖。
圖4a~圖4c為擠壓式微量自動加液裝置的示意圖,其中圖4a、圖4c為立體圖,圖4b為頂視圖。
圖5為成像裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為推出裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖7為推出裝置將載玻片推出的示意圖。
圖8為內(nèi)筒的底部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為進行孢子信息自動捕捉培養(yǎng)及統(tǒng)計分析的流程圖。
圖10~圖12為病害發(fā)生程度與捕獲的病菌數(shù)量關(guān)系的線性相關(guān)分析圖。其中圖10為病害發(fā)生程度與當(dāng)日捕獲孢子囊量關(guān)系,圖11為病害發(fā)生程度與當(dāng)日捕獲孢子囊和孢子量關(guān)系,圖12為病害發(fā)生程度與兩日捕獲孢子囊和孢子量關(guān)系。
具體實施方式
下面通過具體實施例和附圖,對本發(fā)明做進一步說明。
圖1是本實施例的孢子自動捕捉培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括一箱體100,其包含風(fēng)雨帽101和立體支架102。風(fēng)雨帽101用于遮擋雨水。立體支架102中間形成一封閉的容置腔103,其內(nèi)放置內(nèi)筒200、微電腦控制系統(tǒng)300(控制計算機)、負壓氣流風(fēng)機400。內(nèi)筒200上方設(shè)置一外筒500,其為一圓筒過濾裝置,筒壁上設(shè)有多排細孔,用于過濾空中的大顆粒雜物。負壓氣流風(fēng)機400固定在容置腔103的底部。容置腔304內(nèi)壁上設(shè)有保溫層(可以采用保溫棉等材料),用于減少容置腔內(nèi)部與外部的溫差,保證容置腔內(nèi)部穩(wěn)定的溫度。
圖2a~圖2d為內(nèi)筒200的結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖2a為內(nèi)筒200去掉上半部分的筒壁后的立體結(jié)構(gòu)示意圖,該圖中200a為線孔,包括培養(yǎng)裝置的輸液線的線孔及控制線的線孔,200b為載玻片導(dǎo)出處(后文將具體說明)。圖2b為去掉全部筒壁后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2c為圖2b的俯視圖,圖2d為圖2c中c-c截面的剖視圖。為了使圖片中的結(jié)構(gòu)顯示清楚,圖2a、圖2b中沒有顯示進風(fēng)管211,而在圖2c、圖2d中示意了進風(fēng)管211。進風(fēng)管211內(nèi)設(shè)有過濾網(wǎng),用于對進入的風(fēng)流進行二次過濾(第一次過濾通過外筒500實現(xiàn))。
下面具體說明內(nèi)筒200內(nèi)的結(jié)構(gòu)組成:
a.載玻盒、載玻片和粘合劑
如圖2b所示,載玻盒201用于盛裝載玻片,載玻盒201的入口處設(shè)有擋門2011,其打開后可以裝入多片載玻片(如100片),關(guān)閉后可以擋住載玻盒內(nèi)的載玻片,避免其向外掉出。
載玻片可以采用雙凹或者單凹載玻片,優(yōu)選采用雙凹載玻片(有兩個凹槽,為標(biāo)準(zhǔn)件)。在雙凹載玻片的凹處涂抹粘合劑,用于粘合孢子。采用雙凹載玻片的好處是:a)在雙凹載玻片的凹處涂抹粘合劑,能夠保證載玻片之間不會相互粘接,而如果采用平面載玻片,則涂抹粘合劑后各載玻片容易粘接在一起;b)雙凹載玻片上后期會加入培養(yǎng)液,保證孢子聚集在雙凹處,孢子不會擴散,便于采集孢子圖片信息。
載玻片上使用的粘合劑的組成優(yōu)選為,甘油:乳酸:吐溫的體積比=(3~5):(1~2):(1~2),進一步優(yōu)選為甘油:乳酸:吐溫=3:1:1。其中吐溫優(yōu)選吐溫80或吐溫20。該粘合劑中,甘油用于粘合,乳酸用于抑制細菌生長,吐溫用于孢子分散避免聚集成堆。將粘合劑均勻涂抹在雙凹載玻片一端的凹槽內(nèi),然后放入載玻盒中。
b.轉(zhuǎn)盤及其驅(qū)動機構(gòu)
如圖2c、圖2d所示,轉(zhuǎn)盤202由步進電機203驅(qū)動。轉(zhuǎn)盤連接軸204連接下面的轉(zhuǎn)盤202和上面的傳動齒輪205,并通過軸承206~208進行固定;步進電機203的齒輪2031與傳動齒輪205嚙合,從而能夠驅(qū)動轉(zhuǎn)盤202進行轉(zhuǎn)動。210為齒輪壓板,用于固定齒輪205。
如圖2b、圖3所示,轉(zhuǎn)盤202上設(shè)有若干凹槽2021(圖中為5個凹槽),每一個凹槽內(nèi)可放入一片載玻片。載玻盒201、進風(fēng)管211固定在轉(zhuǎn)盤上方,轉(zhuǎn)盤上的凹槽轉(zhuǎn)動至載玻盒下方時,載玻盒201內(nèi)的載玻片2012落入凹槽內(nèi);之后裝有載玻片的凹槽隨轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動至進風(fēng)管下方,在風(fēng)機作用下包含孢子的風(fēng)流進入進風(fēng)管內(nèi),并通過載玻片上的粘合劑采集孢子(孢子沉積在載玻片上)。同時,由于轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動,使下一個凹槽轉(zhuǎn)動到載玻盒下方,從而載玻盒內(nèi)的另一片載玻片在重力作用下落到該凹槽內(nèi),然后轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動并重復(fù)上述過程。也就是說,每當(dāng)轉(zhuǎn)盤上的凹槽轉(zhuǎn)動到載玻盒下,載玻盒內(nèi)就會有一片載玻片落下至凹槽上(即載玻片一片一片地從載玻盒中出來)。在采集后,轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動,帶動載玻片然后到達培養(yǎng)裝置的輸液管處進行孢子培養(yǎng),然后轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動,帶動載玻片到達成像裝置下進行圖像采集,圖像采集完成后,在步進電機驅(qū)動下由推出裝置將載玻片從出口處自動推出。后文將具體描述培養(yǎng)裝置、成像裝置和推出裝置。
在載玻盒內(nèi),最上端的一塊雙凹載玻片上可設(shè)置配重金屬塊(如不銹鋼塊等)。這樣,當(dāng)載玻片剩下最后一兩片從而不易落到凹槽處時,配重金屬塊壓住載玻片使其掉入凹槽內(nèi),即通過配重金屬塊的壓力作用使載玻盒內(nèi)的載玻片得到充分利用。
如圖2b所示,齒輪205上可設(shè)置定位傳感器209(圖2b中顯示了5個定位傳感器209),用于定位轉(zhuǎn)盤202上的凹槽,使凹槽準(zhǔn)確地位于載玻盒、培養(yǎng)裝置、成像裝置的下方,也可以用于凹槽位置出現(xiàn)誤差時的校準(zhǔn)等。定位傳感器209可以采用任意具有定位功能的傳感器,如光電傳感器等。
c.培養(yǎng)裝置
培養(yǎng)裝置用于向采集孢子后的載玻片上添加營養(yǎng)液,以對孢子進行培養(yǎng)。培養(yǎng)裝置可以設(shè)于內(nèi)筒200內(nèi)部,也可以設(shè)于內(nèi)筒200外部。本實施例中,培養(yǎng)裝置設(shè)于內(nèi)筒200外部,包含輸液袋,輸液管,輸液管通過圖2中所示的線孔200a進入內(nèi)筒200內(nèi),并固定在轉(zhuǎn)盤202上特定的位置。
圖4a~圖4c為培養(yǎng)裝置600的一種實施方式,稱為擠壓式微量自動加液裝置,其中圖4a、圖4c為立體圖,圖4b為頂視圖。該裝置上設(shè)有無重力輸液袋601,輸液袋601連接有輸液管602(圖中示意了兩根輸液管),輸液袋601、輸液管602固定在相應(yīng)的固定槽603、604內(nèi);輸液管602采用單向閥門,這樣輸液袋不必掛太高即可保證培養(yǎng)液不會回流。該裝置上設(shè)有步進電機605,控制加液輪606定時定量轉(zhuǎn)動,每轉(zhuǎn)動一次,加液輪606會擠壓輸液袋601一次,輸液管602中就會有一滴營養(yǎng)液流出并滴落至轉(zhuǎn)盤202上的凹槽2021內(nèi)的載玻片上,實現(xiàn)自動加液培養(yǎng)。
d.成像裝置
圖5中示意了成像裝置700,其中701所示位置包括顯微鏡、攝像機,顯微鏡用于放大孢子,然后由攝像機對其進行拍照。攝像機由步進電機702驅(qū)動,并在微電腦控制系統(tǒng)300控制下運行。步進電機702下方設(shè)有滑臺703,通過該滑臺703,步進電機702帶動攝像機由上往下逐層拍照。該滑臺可采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn),如采用滾珠滑臺等。
本實施例中,成像裝置700還可包含傳輸模塊,用于通過有線或無線方式將拍攝的孢子圖像傳輸至物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器,由物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器對孢子圖像進行處理,包括進行自動分析篩選等。
e.推出裝置
推出裝置用于將采集了孢子圖像后的載玻片推出內(nèi)筒。圖6所示為推出裝置800的一種實現(xiàn)方式,其包含一帶絲桿801的步進電機802,以及一能夠在步進電機驅(qū)動下沿絲桿運動的運動臂803。步進電機802在微電腦控制系統(tǒng)300控制下運行,將采集了孢子圖像后的載玻片推出內(nèi)筒,載玻片推出后的凹槽繼續(xù)轉(zhuǎn)動至載玻盒下,以落入新的載玻片。圖7為推出裝置800將載玻片2012推出的示意圖。圖2中200b即為載玻片導(dǎo)出處。
f.內(nèi)筒200的底部結(jié)構(gòu)
圖8為內(nèi)筒200的底部結(jié)構(gòu)示意圖,包含正面圖(俯視圖)和右視圖、下視圖。其中212為轉(zhuǎn)盤座,即轉(zhuǎn)盤202的底座;213為聚光鏡,用于為成像裝置中的顯微鏡提供光源;214為加熱板,用于維持內(nèi)筒的溫度;215為抽風(fēng)管,與負壓氣流風(fēng)機400連接。
圖9是采用上述裝置進行孢子自動捕捉、培養(yǎng)及成像的流程圖,具體包括以下步驟:
1)孢子自動采集
孢子自動采集步驟采用定量負壓氣流沉積原理。風(fēng)機自有定量負壓功能,結(jié)合粘合劑將風(fēng)機抽到的孢子沉積在雙凹載玻片上。在采集時,首先由外筒(圓筒過濾裝置)過濾空中的雜物,但并不阻礙孢子的進入,孢子在負壓氣流風(fēng)機的定量負壓抽風(fēng)的作用下進入到進風(fēng)管,然后沉積在載玻片上,粘在載玻片上涂好的的粘合劑上。進風(fēng)管內(nèi)有過濾網(wǎng),過濾網(wǎng)上有小孔,可以實現(xiàn)二次過濾,過濾空氣中的雜質(zhì)(大顆粒雜物)。收集的孢子范圍包括:白粉病菌、霜霉病菌、灰霉病菌、曲霉病菌、銹病菌、茄科早疫病菌、腐生青霉病菌、晚疫病菌、褐斑病菌、炭疽病菌等氣流傳播病菌和部分土傳病菌孢子。
上述采集過程可以實現(xiàn)孢子的自動采集,包括自動抽風(fēng)、自動更換載玻片。自動抽風(fēng)是指由微電腦控制器控制風(fēng)機,實現(xiàn)自動抽風(fēng)。自動更換載玻片是指由微電腦控制器控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)載玻片的自動更換,即:轉(zhuǎn)盤上的凹槽轉(zhuǎn)動至載玻盒下方時,載玻盒內(nèi)的載玻片落入凹槽內(nèi);之后裝有載玻片的凹槽隨轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動至進風(fēng)管下方,在風(fēng)機的抽風(fēng)作用下包含孢子的風(fēng)流進入進風(fēng)管內(nèi),并通過載玻片上的粘合劑采集孢子(孢子沉積在載玻片上);同時,下一個凹槽轉(zhuǎn)動到載玻盒下方,載玻盒內(nèi)的另一片載玻片在重力作用下落到該凹槽內(nèi),然后隨轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動至進風(fēng)管下方進行采集,如此重復(fù)上述過程,實現(xiàn)對孢子的持續(xù)采集。
2)自動添加營養(yǎng)液
添加營養(yǎng)液以對孢子進行培養(yǎng)的目的在于:給孢子適宜生長的環(huán)境,讓其成長,看其會爆發(fā)那種類型的疾病,在實際生活進行預(yù)警預(yù)報。
采集孢子后的載玻片隨轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動至培養(yǎng)裝置處,營養(yǎng)液通過輸液管定時定量地加在載玻片上,實現(xiàn)自動加液培養(yǎng)。該步驟可以使用前文所述的擠壓式微量自動加液裝置來實現(xiàn)。由于可以定時定量地控制營養(yǎng)液的流出,使得可以控制培養(yǎng)時的濕度,同時內(nèi)筒底部設(shè)置的加熱板能夠?qū)崿F(xiàn)溫度調(diào)節(jié),因此可以實現(xiàn)恒溫、恒濕的培養(yǎng)環(huán)境。
添加營養(yǎng)液時,每次添加75-100微升。營養(yǎng)液主要有以下幾種:a、通用營養(yǎng)液,含有如下組分(質(zhì)量百分比):葡萄糖0%-0.3%,蛋白胨0.3%-0%;b、特定孢子鑒定液,如鑒定小麥條銹病菌夏孢子時使用濃鹽酸。
3)顯微成像
經(jīng)過培養(yǎng)過后的孢子轉(zhuǎn)動到顯微鏡、攝像機裝置下,顯微鏡放大后由攝像機進行拍照??梢圆捎糜嬎銠C控制技術(shù)自動更換視野、自動聚焦并連續(xù)拍攝(可采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn))。
具體地,可以在攝像機前端安裝一個顯微鏡頭,用步進電機帶動攝像機由上往下逐層拍照,拍照每張照片間距0.001-0.01毫米,然后通過傳輸模塊,由無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器(即下面的步驟4)。
4)孢子圖像傳輸
在成像后,通過傳輸模塊將照片傳輸至物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器。該物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器可以是安裝條件允許的任何一個物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器,比如鶴壁佳多科工貿(mào)股份有限公司的農(nóng)林atcsp物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器。
具體地,傳輸模塊可以采用有線傳輸或者無線傳輸?shù)姆绞綄D像傳輸?shù)阶臃?wù)器,然后通過互聯(lián)網(wǎng)匯總到中心服務(wù)器,以進行孢子圖像信息處理(即下面的步驟5)。
5)孢子圖像處理
該步驟采用識別篩選軟件自動分析篩選采集到的有效圖片。比如可以通過分析圖像的像素的明暗對比度實現(xiàn)篩選,挑選出較為有效的圖片。如果對比度大于某個值(如13000等),就判斷圖像為清楚,否則判斷為是不清楚的,然后將不清楚的圖像移除掉,只留下清楚的圖像。處理后的孢子圖像可以通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠程服務(wù)端,如遠程電腦服務(wù)端、遠程網(wǎng)頁服務(wù)端、遠程手機服務(wù)端等。
實例:馬鈴薯晚疫病預(yù)測模型與孢子捕捉的相關(guān)性
比利時(carah)模型認為:當(dāng)溫濕度達到適宜條件后,病害發(fā)展的速度僅與溫度相關(guān),與濕度相關(guān)不明顯,當(dāng)溫度高于臨界點27℃后,病害即停止循環(huán)。本發(fā)明的孢子自動捕捉培養(yǎng)分析系統(tǒng)可對空氣中的馬鈴薯晚疫病菌的孢子囊、孢子進行自動捕捉、培養(yǎng)、顯微拍照,并將病原孢子的數(shù)量進行統(tǒng)計。利用甘肅省馬鈴薯晚疫病遠程監(jiān)測預(yù)警物聯(lián)網(wǎng),分析carah馬鈴薯晚疫病預(yù)測模型與孢子捕捉的相關(guān)性,結(jié)果表明:carah模型預(yù)測病害發(fā)生程度與本發(fā)明的孢子自動捕捉培養(yǎng)分析系統(tǒng)的兩日捕獲孢子囊和孢子量之間具有顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)r2為0.9549。
1材料和方法
1.1材料甘肅省馬鈴薯晚疫病遠程監(jiān)測預(yù)警物聯(lián)網(wǎng)
1.2方法根據(jù)甘肅省馬鈴薯晚疫病遠程監(jiān)測預(yù)警物聯(lián)網(wǎng)的病害預(yù)測曲線,統(tǒng)計預(yù)測病害發(fā)生程度、預(yù)測侵染發(fā)生時間、預(yù)測侵染結(jié)束時間。根據(jù)本發(fā)明的孢子自動捕捉培養(yǎng)分析系統(tǒng)的孢子自動成像圖片統(tǒng)計日捕獲孢子囊數(shù)量和日捕獲孢子數(shù)量。分析carah模型預(yù)測病害發(fā)生程度與日捕獲孢子囊數(shù)量和日捕獲孢子數(shù)量的關(guān)系。
2結(jié)果與分析
通過統(tǒng)計2015年甘肅臨洮站和武都站馬鈴薯晚疫病害預(yù)測曲線,得到以下數(shù)據(jù):
表1臨洮站馬鈴薯晚疫病害預(yù)測和捕獲病菌數(shù)量調(diào)查表
注:“-”表示無預(yù)測數(shù)據(jù)
表2武都站馬鈴薯晚疫病害預(yù)測和捕獲病菌數(shù)量調(diào)查表
從表1中可以看出:在病害侵染結(jié)束當(dāng)天和第二天捕獲的病菌數(shù)量與病害發(fā)生程度存在一定的相關(guān)性,在第三天后若此間無病害侵染發(fā)生,則在孢子儀中未發(fā)現(xiàn)孢子囊和孢子。
以病害的發(fā)生程度和捕獲的病菌數(shù)量為基礎(chǔ),進行相關(guān)數(shù)據(jù)整理,結(jié)果見表3、表4:
表3馬鈴薯晚疫病預(yù)測病害發(fā)生程度
表4馬鈴薯晚疫病預(yù)測病害發(fā)生程度與病菌數(shù)量關(guān)系
以表4數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對病害發(fā)生程度與捕獲的病菌數(shù)量關(guān)系做線性相關(guān)分析,結(jié)果見圖10~圖12。從圖10~圖12可得:病害發(fā)生程度與當(dāng)日捕獲孢子囊量的相關(guān)性差,r2為0.8508;病害發(fā)生程度與當(dāng)日捕獲孢子囊和孢子量的相關(guān)性較好,r2為0.9265,病害發(fā)生程度與當(dāng)日捕獲孢子囊和孢子量的相關(guān)性顯著,y=1.2353x+3.1765,r2為0.9549。
3結(jié)論
通過分析carah馬鈴薯晚疫病預(yù)測模型與孢子捕捉的相關(guān)性,結(jié)果表明:carah模型預(yù)測病害發(fā)生程度與當(dāng)日捕獲孢子囊和孢子量存在一定的相關(guān)性;與兩日捕獲孢子囊和孢子量之間具有顯著正相關(guān)性。二者都可以作為模型預(yù)測曲線與病菌數(shù)量關(guān)系的分析,又以兩日捕獲孢子囊和孢子量準(zhǔn)確性最高。
以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進行限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明的精神和范圍,本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。