基于性诱和深度学习的草地贪夜蛾成虫自动识别计数方法

【目的】探究深度学习在草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda成虫自动识别计数上的可行性,并评估模型的识别计数准确率,为害虫机器智能监测提供图像识别与计数方法。【方法】设计一种基于性诱的害虫图像监测装置,定时自动采集诱捕到的草地贪夜蛾成虫图像,结合采集船形诱捕器粘虫板上草地贪夜蛾成虫图像,构建数据集;应用YOLOv5深度学习目标检测模型进行特征学习,通过草地贪夜蛾原始图像、清除边缘残缺目标、增加相似检测目标(斜纹夜蛾成虫)、无检测目标负样本等不同处理的数据集进行模型训练,得到Yolov5s-A1, Yolov5s-A2, Yolov5s-AB, Yolov5s-ABC 4个模型,对比在不同遮挡程度梯度下的测试样本不同模型检测结果,用准确率(P)、召回率(R)、F1值、平均准确率(average precision, AP)和计数准确率(counting accuracy, CA)评估各模型的差异。【结果】通过原始图像集训练的模型Yolov5s-A1的识别准确率为87.37%,召回率为90.24%,F1值为88.78;清除边缘残缺目标图像集训练得到的模型Yolov5s-A2的识别准确率为93.15%,召回率为84.77%,F1值为88.76;增加斜纹夜蛾成虫样本图像训练的模型Yolov5s-AB的识别准确率为96.23%,召回率为91.85%,F1值为93.99;增加斜纹夜蛾成虫和无检测对象负样本训练的模型Yolov5s-ABC的识别准确率为94.76%,召回率为88.23%,F1值为91.38。4个模型的AP值从高到低排列如下：Yolov5s-AB>Yolov5s-ABC> Yolov5s-A2>Yolov5s-A1,其中Yolov5s-AB与Yolov5s-ABC结果相近;CA值从高到低排列如下：Yolov5s-AB>Yolov5s-ABC>Yolov5s-A2>Yolov5s-A1。【结论】结果表明本文提出的方法应用于控制条件下害虫图像监测设备及诱捕器粘虫板上草地贪夜蛾成虫的识别计数是可行的,深度学习技术对于草地贪夜蛾成虫的识别和计数是有效的。基于深度学习的草地贪夜蛾成虫自动识别与计数方法对虫体姿态变化、杂物干扰等有较好的鲁棒性,可从各种虫体姿态及破损虫体中自动统计出草地贪夜蛾成虫的数量,在害虫种群监测中具有广阔的应用前景。     

两种性诱剂混用试验

<正> 桃小食心虫Corposina niponensis Walsingham和枣粘虫Ancylis(Anchylopera)sativa Liu均是枣树主要害虫,而且两者的发生期又有相当长时间是一致的,如能使用一组性诱剂诱捕器同时进行两种害虫的发生期预测,在生产上则很有实用价值。但是,桃小食心虫性诱剂和枣粘虫性诱剂能否混用,国内、外尚未见报道,是一个需要解决的新问题。 一、试验方法 试验于84年6月中下旬在河北省唐县军城枣产区进行,正是枣粘虫当年一代成虫高峰期和桃小食心虫越冬代成虫始现期。试验设置三组处理,10个枣粘虫性诱剂水盆诱捕器;10个桃小食心虫性诱剂水盆诱捕器;10个以上含有两种性诱剂的水盆诱捕器,     

苹果蠹蛾性信息素对梨小食心虫的诱集和迷向作用

【背景】在中国,苹果蠹蛾和梨小食心虫经常混合发生,但有关苹果蠹蛾迷向设置对梨小食心虫影响的研究却较少。【方法】在苹果蠹蛾和梨小食心虫同时发生的果园中设置2种迷向发散器,使用三角胶粘式信息素诱捕器监测2种昆虫的发生动态,以观察苹果蠹蛾性信息素是否会对梨小食心虫产生诱捕效果或类似的迷向作用。【结果】无论是否设置性信息素迷向发散器,苹果蠹蛾性信息素诱捕器均能诱集到梨小食心虫的雄性成虫。在2009~2011年的田间试验中,苹果蠹蛾性信息素诱捕器对梨小食心虫雄性成虫的诱集量最多能达梨小食心虫性信息素诱捕器的1.1倍,占2种诱捕器诱集总量的51.7%。在设置性信息素迷向发散器的果园中,梨小食心虫雄性成虫的诱集量受苹果蠹蛾性信息素迷向发散器的影响而下降:相比无迷向设置的对照果园,同时设置2种昆虫迷向发散器的果园中,苹果蠹蛾性信息素诱捕器内的梨小食心虫雄性成虫诱集总量最高下降了90.9%,梨小食心虫自身性信息素诱捕器内的梨小食心虫雄性成虫诱集总量最高下降了92.4%;在仅设置苹果蠹蛾性信息素迷向发散器的果园中,苹果蠹蛾性信息素诱捕器内的梨小食心虫雄性成虫诱集总量最高下降了87.5%,梨小食心虫性信息素诱捕器内的梨小食心虫雄性成虫诱集总量最高下降了60.6%。【结论与意义】苹果蠹蛾迷向发散器对于梨小食心虫雄性成虫存在"迷向"作用。在2种害虫同时发生的情况下使用2种迷向发散器,对于2种害虫能够达到比较好的防治效果。     

梨小食心虫性信息素田间应用技术研究

梨小食心虫Grapholitha molesta(Busck)是梨园、桃园重要的果树害虫。本文比较研究了梨小食心虫性信息素在梨园、桃园悬挂不同高度、设置不同密度对梨小食心虫雄性成虫诱捕效果的影响,结果表明:在梨树树冠范围内,梨小食心虫性信息素最佳设置高度为2 m;在桃树树冠范围内,梨小食心虫性信息素最佳设置高度为1.5 m;同时,田间诱捕效果与性信息素设置密度密切相关,梨园中,每0.067 hm2设置密度为6¹0个诱芯时,对梨小食心虫的诱捕效果影响不大,而桃园中每0.067 hm2设置8个诱芯时,有最好的诱集效果。本研究可为梨小食心虫性信息素田间应用提供指导。     

不同栽培管理梨园梨小食心虫发生程度研究

梨小食心虫Grapholitha molesta(Busck)是梨园中的一种重要害虫。本论文采用性诱剂诱集法研究了不同栽培管理条件下梨园梨小食心虫发生的情况。结果表明,在5种不同种植模式的果园中,梨小食心虫在单植桃园中发生最重,试验期间梨小食心虫的日平均诱蛾量为10.9头/盆,与其他4种栽植模式果园的诱捕量均呈显著差异,且混有桃树的果园中梨小食心虫的发生数量多,而单植梨园、梨苹果混栽园、单植苹果园的梨小食心虫发生相对较轻。果实套袋的管理方法也可以显著降低梨小食心虫的发生数量,非套袋梨园的日平均诱捕量为13.8头/盆,是套袋梨园的1.52倍。试验还表明,不同品种和不同树龄的梨树对梨小食心虫的抗虫性均存在显著差异。酥梨比巴梨的抗虫性差,试验期间酥梨园的日平均诱捕量为12.6头/盆,是巴梨园的2.21倍,而40年老酥梨园日平均诱蛾量为12.5头/盆,是20年酥梨园诱蛾量的2.5倍。     

性信息素诱捕下害虫Logistic增长及经济阈值数学模型

为更准确地对性信息素监测下田间害虫的发生量进行测报并指导有效防治,建立了基于性信息诱捕下种群的Logistic增长模型,并与通常诱捕模式进行了比较分析。在性信息素诱捕环境下利用种群增长平衡点获得诱捕强度(E)与害虫的自然增长率(r)的数学关系,建立了诱捕量与田间害虫发生虫量的数学模型,明确了性信息素诱捕与害虫自然增长平衡时的各变量间的关系,同时根据害虫发生规律研究了性信息素诱捕时的防治害虫的经济阈值(Es)模型。以性信息素诱捕梨小食心虫为实例,通过田间调查梨小食心虫成虫的发生,拟合Logistic模型并测定3种性信息诱捕强度下梨小食心虫的自然增长率,据模型求解不同性信息素诱捕下的诱捕强度(E),确定了防控梨小食心虫的经济阈值(Es),明确达到经济阈值时的持续诱捕数量。本模型为有效测报和诱捕防治害虫提供了基础理论与依据。     

梨小食心虫成虫性比、日羽化节律及活动规律

梨小食心虫Grapholitha molesta(Busck)是我国重要的果树害虫,本文利用室内饲养观察、室外田间模拟、果园采集饲养等方法系统研究了梨小食心虫成虫的性比及日羽化节律;并利用性诱剂、糖醋液、黑光灯等诱集梨小食心虫成虫,研究了梨小食心虫成虫的活动规律。结果表明:1、田间采集调查表明,梨小食心虫成虫雌雄比例为1∶1.143,室内饲养雌雄比例为1∶1.708。2、梨小食心虫成虫羽化时间主要集中在4:00—10:00,其中以6:00—8:00羽化率最高;梨小食心虫在室外羽化时间比室内推迟2 h左右,室外梨小食心虫比室内普遍晚4 d羽化,这可能与室外温度和光照条件有关;雌虫羽化较雄虫早1² d;3、性诱剂和糖醋液诱集成虫高峰时间均为晚上20:00—22:00,说明梨小食心虫无论雄虫还是雌虫都在此期间活动;夜间各个时间段利用黑光灯都能诱到梨小食心虫成虫,说明梨小食心虫具有趋光性。结论:梨小食心虫雌雄比例为1∶1.12 d;3、性诱剂和糖醋液诱集成虫高峰时间均为晚上20:00—22:00,说明梨小食心虫无论雄虫还是雌虫都在此期间活动;夜间各个时间段利用黑光灯都能诱到梨小食心虫成虫,说明梨小食心虫具有趋光性。结论:梨小食心虫雌雄比例为1∶1.1¹.7,主要在早晨及上午羽化,雌虫较雄虫先羽化;在果园活动时间主要为晚上20:00—22:00。本结果可为梨小食心虫的田间性诱剂监测和诱捕、迷向防治提供指导。     

桃园中食心虫单一性诱芯及其复合配置的诱蛾效率比较

【目的】明确两种食心虫性诱芯复合配置的诱蛾效果,提高其监测或防治效率及其绿色环保化水平,为果树生产中食心虫的高效监测和绿色防控提供科学依据。【方法】田间系统调查研究了梨小食心虫(以下简称"梨小")、桃小食心虫(以下简称"桃小")单一性诱芯及其复合配置3种处理的诱蛾效率,并利用"Y"型嗅觉仪比较研究了其间梨小雄蛾趋向性的差异。【结果】(1)梨小和桃小性单一诱芯及其复合配置对梨小均具有引诱作用,其诱蛾总量依次为8 238.33、1 451.67、8 321.67头/诱捕器,其中第1、2、3代时复合配置诱蛾量最大,越冬代和第4代时梨小单一性诱芯诱蛾量最大,而各世代桃小单一性诱芯诱蛾量均最低。梨小单一性诱芯及其复合配置均监测到5个梨小发生高峰,且峰期基本一致,但复合配置的峰日诱蛾量均较高;桃小单一性诱芯仅监测到3个梨小发生高峰,且峰日诱蛾量亦较低。(2)桃小单一性诱芯及其复合配置对桃小均具有引诱作用,其诱蛾总量依次为4.00、2.33头/诱捕器,而梨小单一性诱芯对桃小无引诱作用。(3)"Y"型嗅觉仪研究发现,梨小食心虫对梨小和桃小各单一性诱芯及其复合配置均具有趋向作用,其趋向率依次为50.67%、8.67%、53.33%。【结论】梨小和桃小单一性诱芯复合配置对梨小诱捕量有微增效作用,而对桃小诱捕量有一定干扰作用,但影响均不显著。据此,该复合配置可用于桃园中梨小和桃小的监测与防控。     

应用昆虫远程智能监测系统监测苹果园害虫的技术

【目的】探索昆虫远程智能监测系统在苹果园害虫监测中的应用技术。【方法】采用双机双摄图像采集系统收集每个时间段诱集昆虫的清晰图像,并传送至系统,在系统客户端进行识别记录。【结果】昆虫远程智能监测系统通过平台设定参数,自动完成昆虫的诱集、灭杀、拍照、传输、收集等工作,客户端人工识别、计数较准确,与实际害虫发生吻合度高。【结论】昆虫远程智能监测系统可实现苹果园多种主要害虫的远程实时监测,减少了监测的人力物力。电脑神经网络通过平台提供的昆虫图片的学习、特征提取、结构构建和模型评估,最终可实现昆虫的自动识别计数。     

不同颜色实蝇粘虫板对桔小实蝇及天敌昆虫的诱捕效果

[目的]为评价不同颜色实蝇粘虫板对桔小实蝇Bactrocera dorsalis Hendel及天敌等昆虫的诱捕效果.[方法]在梨园内,距地面1.5 m处悬挂黄色、蓝色、绿色、红色、紫色5种颜色的普通粘虫板和实蝇粘虫板(含甲基丁香酚),观察并比较了5种颜色普通粘虫板和实蝇粘虫板对桔小实蝇的诱集效应;将实蝇粘虫板上昆虫洗脱下来鉴定、分类和数量统计,进行不同颜色实蝇粘虫板对天敌等昆虫的诱集效果比较.[结果]实蝇粘虫板对桔小实蝇诱捕虫数显著高于普通粘虫板,黄色和绿色实蝇粘虫板每板每周分别诱捕(97.83±9.59)头和(50.50±4.32)头桔小实蝇,且诱虫量显著高于蓝色、红色和紫色粘虫板的.黄色实蝇粘虫板诱集到7种天敌和9种害虫,绿色实蝇粘虫板诱集到5种天敌和9种害虫;5种颜色实蝇粘虫板的益害比均较小.诱捕到的昆虫中以双翅目、鞘翅目、半翅目的昆虫为主,天敌主要有脉翅目、鞘翅目和膜翅目等昆虫,而且均不是桔小实蝇的寄生性天敌,仅有蠼螋这种极少量的捕食性天敌.[结论]黄色和绿色实蝇粘虫板诱杀桔小实蝇效果较好,对天敌的杀伤力相对较小,可在桔小实蝇发生期使用.     

基于机器视觉和深度学习的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统

【目的】为减轻基层测报人员工作量,提高稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis性诱测报的准确率和实时性,实现监测数据可追溯,建立了基于机器视觉的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统。【方法】稻纵卷叶螟性诱智能监测系统包括基于机器视觉的智能性诱捕器、基于深度学习的稻纵卷叶螟检测模型、系统Web前端和服务器端。利用工业相机、光源和Android平板搭建了智能性诱捕器的机器视觉系统;建立了基于改进的YOLOv3和DBTNet-101双层网络的稻纵卷叶螟检测模型;利用HTML, CSS, JavaScript和Vue搭建系统Web前端展示稻纵卷叶螟检测与计数结果;使用Django框架搭建服务器端,对来自智能性诱捕器通过4G网络上传的图像进行接收与结果反馈;采用MySQL数据库保存图像和模型检测结果等信息。【结果】基于机器视觉的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统利用智能性诱捕器自动定期上传稻纵卷叶螟图像至服务器,部署在服务器上的目标检测模型对稻纵卷叶螟成虫进行实时自动检测,精确率和召回率分别达97.6%和98.6%;用户可通过Web前端查看稻纵卷叶螟检测结果图。【结论】基于机器视觉的稻纵卷叶螟性...     

糖醋酒液与性诱剂结合对梨园梨小食心虫的最佳诱捕效果研究

【目的】糖醋酒液能有效诱集梨小食心虫Grapholita molesta(Busck),而性诱剂辅助正好使糖醋酒液诱捕效果得以补充。【方法】本文对6种配方的糖醋酒液、3种窗口形状诱瓶、有无性诱剂辅助、4种高度、5种间距在梨园对梨小食心虫的诱捕效果进行了研究,总结出糖醋酒液对梨小食心虫最佳诱捕效果的设计方案。【结果】结果表明,在梨园利用糖醋酒液防治梨小食心虫时,选择红糖∶食用醋∶白酒∶清水=3∶1∶3∶80的糖醋酒液配方,窗口形状为长方形的诱瓶,辅以性信息素诱芯,挂瓶高度为1.5 m,间距为4 m时诱捕效果最佳。【结论】合理利用糖醋酒液防治梨小食心虫是一种简便有效的方法。     

梨小食心虫性外激素的合成与活性

梨小食心虫[Grapholitha molesta(Busck)],又名东方果蛾,是一种世界性的果树害虫,主要为害梨、桃、李、杏和苹果。 1969年,Roelofs等报告,梨小食心虫性外激素的主要成份是顺-8-十二碳烯醋酸酯。后来又发现在这种人工合成的性外激素中加入少量反式异构体,能显著地提高诱蛾效力。 1975年5月,我们合成了梨小食心虫性外激素,并从6月至9月在北京地区进行了田间试验,重点研究了诱蛾活性与顺、反异构体比例的关系,也对性外激素与糖醋水的诱蛾效果,以及粘胶诱捕器与水瓶诱捕器的诱蛾效果等进行了比较。现将试验的初步结果整理如下。     

用性信息素诱捕法大面积防治梨小食心虫的田间试验

1981至1982年,在辽宁省绥申县白梨产区用合成梨小食心虫性信息素诱捕法进行了大面积防治梨小食心虫Grapholitha molesta(Busck)的田间试验。防治面积分别为4,000公顷和5,400公顷。平均每公顷设15个性信息素诱捕器。化学防治区每年8—9月份喷两次农药,诱捕区不喷这两次农药。诱捕区梨小食心虫雌蛾的交配率比化防区下降74.2—82.9%;梨小卵的寄生率提高79.2%;梨小虫果率下降50.3—72.8%。     

梨小食心虫性外激素不同诱芯对诱蛾活性及持效期的影响

梨小食心虫[Grapholitha molesta(Busck)]是一种为害梨、桃、李、杏和苹果等的果树大害虫。自从Roelofs等(1969)鉴定其性外激素的主要成份为顺-8-十二碳烯-1-基醋酸酯以来,用合成的性外激素防治梨小食心虫的研究迅速开展。目前,包括我国在内的许多国家已经成功地将性外激素诱捕器用作虫情测报;大量诱杀和迷向法防治梨小食心虫也取得了可喜的进展(Roelofs,1975;孟宪佐,1979)。 诱芯,也叫散发器,是释放合成性外激素的载体,其性能对性外激素的诱蛾效果有很大影响。本文对天然橡胶、硅橡胶和聚乙烯塑料等载体以及性外激素的剂量、载体的配比、诱芯的形状等对性外激素的诱蛾活性和持效期的影响等进行了研究,现将结果报道如下。     

害虫自动识别与计数技术研究进展与展望

害虫种类的识别与发生数量的获取是精准预测的重要基础,对害虫综合治理具有重要的决策意义。传统的害虫识别与计数方法效率低,难以满足植保现代化的要求。本文综述了害虫自动识别与计数技术的研究进展,讨论了声音信号、图像技术、红外传感器在害虫自动识别与计数中应用的优势和不足,对提高害虫自动识别与计数技术准确率的解决措施提出了初步的建议。提出今后研究重点应将上述多种技术进行结合,不同技术之间相互取长补短,建立综合性的监测技术体系,以提高害虫识别与计数的准确率;同时应用三维技术解决害虫二维图像识别算法普适性的问题。     

不同口径陷阱诱捕器诱杀梨小食心虫研究

梨小食心虫Grapholitha molesta(Busck)是重要的蛀果类害虫之一,目前性信息素广泛应用于梨小食心虫防治,为明确性信息素陷阱诱捕器的诱捕效果,针对开口方式设计四面开口和两面开口两种处理的陷阱诱捕器;针对口径的大小下设计2、3、4、5、6 cm的5种口径的对口瓶陷阱式诱捕器,分别在桃园对梨小食心虫进行诱捕试验,诱捕结果显示两面开口的诱捕器诱捕效果比四面开口的诱捕器效果显著,口径为2 cm和3 cm的陷井式诱捕器诱捕效果最佳,诱捕量显著高于5 cm和6 cm,诱捕量达34.6头/日和20.4头/日。通过试验明确了陷阱诱捕器的最佳诱捕效果的参数,同时为测报及田间大量诱杀的诱捕器使用提供依据,为防控梨小食心虫性信息素诱捕器提供标准化参数。     

一个诱捕器同时诱集几种果树害虫的试验

<正> 近年来我国先后合成了梨小食心虫Gra-pholitha molesta(Busck)、苹果小卷叶蛾Ado-xophyes orana Fischer von Roslerstamm和桃小食心虫Carposina nipponensis Walsingham等重要果树害虫的性诱剂,并已广泛用于这些害虫的预测预报。     

用性信息素诱捕法防治梨小食心虫的研究

用性信息素诱捕法防治梨小食心虫Grapholitha molesta(Busck)的试验于1978—1980年在辽宁省绥中县的梨园中进行。1978、1979和1980三年的诱捕防治面积分别为2、100和780公顷。在田间试验中每公顷使用10—15个梨小食心虫性信息素水碗诱捕器。在对照区,每年8月至9月喷2次杀虫剂防治梨小食心虫,在诱捕区不喷这两次药。 试验是成功的。1978、1979和1980年,诱捕区梨小食心虫的虫果率分别为1.4—4.4％、0.4—2.0％和0—1.2％,而化学防治对照区分别为7.6—8.6％、3.3％和0.3—2.7％。诱捕区梨小卵的寄生率为32.6—75.9％;在化学防治对照区只有10—26.6％。诱捕区的防治费用比化学防治区节省78—89％。     

大面积连片应用性迷向素对桃园梨小食心虫的防控效果

为了评价梨小食心虫迷向素的实际防控效果,在大面积连片使用梨小食心虫性迷向素的北京市平谷区(约8667 ha),分别选择王辛庄镇翟各庄村、东杏园村和峪口镇西营村的3个处理果园。以临近的采用常规化学防治的顺义区杨镇小曹庄村为对照,采用性诱剂和糖醋液监测调查比较桃园梨小食心虫的发生动态、抽样法调查统计桃树蛀梢率和蛀果率等,评价性迷向素梨小食心虫田间控制效果。结果显示,迷向素处理区梨小食心虫的种群数量显著低于常规化学防治的对照区。3个迷向素处理区梨小食心虫的迷向率分别为99.05%、98.10%和99.68%;保梢效果均在98.40%以上,保果效果几乎达到100%。说明桃园大面积应用迷向技术对梨小食心虫具有很好的控制作用。