改進棉花根系圖像分割方法

棉花是錦葵科棉屬植物，棉花生產的纖維是我國各類衣服、家具布和工業用布的材料，目前我國的棉花產量也非常高，主要以新疆地區為主。根系是植物組成的重要部分，其生長發育至關重要。

根系圖像分割是根系表型分析的重要方法，受限于圖像質量、復雜土壤環境、低效傳統方法，根系圖像分割存在一定挑戰。河北農業大學機電工程學院、河北省教育考試院、河北農業大學農學院組成王楠科研團隊，為提高根系圖像分割的準確性和魯棒性，該研究以UNet模型為基礎，提出了一種多尺度特征提取根系分割算法，并結合數據增強和遷移學習進一步提高改進UNet模型的泛化性和通用性。

該算法首先獲取棉花根系單一數據集和開源多作物混合數據集，基于單一數據集的消融試驗測試多尺度特征提取模塊的有效性，與UNet、PSPNet、SegNet、DeeplabV3Plus算法對比驗證其優勢?；诨旌蠑祿炞C改進算法在遷移學習的優勢。

UNet+Conv_2+Add相比其他算法，mIoU、mRecall和根系F1調和平均值分別為81.62%、86.90%和78.39%。UNet+Conv_2+Add算法的遷移學習相比于普通訓練在根系的交并比值提升1.25%，根系的Recall值提升1.79%，F1調和平均數提升0.92%，且模型的整體收斂速度快。

該研究采用的多尺度特征提取策略能準確、高效地分割根系，為作物根系表型研究提供重要的研究基礎。

棉花高產增收要點：

選擇合適的品種。高產棉花品種是實現高產增收的關鍵。目前市場上有許多不同的棉花品種，這些品種的生長周期、適應環境、抗病性等方面都有所不同。因此，在選擇種子時要根據當地的氣候和土壤條件，選擇適合自己的品種，盡量選擇高產、抗病、抗旱的優良品種。

科學施肥。棉花對于肥料的需求非常大，而且肥料的種類和用量也要根據不同的品種和生長期進行變化。在施肥過程中，應該根據土壤的肥力情況和作物的需要，選擇合適的肥料種類和用量。同時，還要注意把握好施肥的時間，避免在生長旺季過度施肥，從而影響棉花的品質和產量。

合理管理病蟲害。棉花生長過程中容易受到各種病蟲害的侵襲，這些病蟲害會嚴重影響棉花的產量和品質。因此，在種植棉花時，要采取科學、有效的病蟲害防治措施，及時發現和防治病蟲害，避免病蟲害的擴散和蔓延。

科學澆水。棉花生長需要適宜的水分，但過多或過少的水都會影響棉花的產量和品質。在澆水時要根據土壤的含水量和天氣情況進行科學澆水，避免浪費水資源和過度澆水造成的病害。

審核編輯 黃宇