近日,院遥感数字所智慧农业团队在国际期刊《Computers and Electronics in Agriculture》(1区TOP,IF=7.7)上发表题为“Quantifying High-Temperature-Induced Reproductive Growth Imbalance in Citrus at Anthesis: Insights from the CF-ASPM Model”的研究成果。该研究创新性地将人工智能与表型组学技术深度融合,构建了柑橘花器官高通量表型解析方法,首次定量解析了高温胁迫下柑橘花器官生殖生长失衡的规律,为智慧果园高温预警与精准调控提供了有力的技术支撑。
研究团队基于深度学习框架,自主研发了“柑橘花器官自动分割与表型量化模型(CF-ASPM)”,突破了传统图像分析技术的局限。该模型耦合了Segment Anything Model(SAM)与轻量化分类模块(YOLOv11-m),实现了花瓣、花柱、子房等7类器官的无标签、精准、自动分割。创新性地提出了基于几何拓扑的表型量化算法,实现了表型参数提取相关系数达0.90 - 0.98。此外,团队还构建了小样本雄蕊状态分类模型,基于预分割策略及差异纹理特征分析,实现了高温胁迫下雄蕊功能退化的动态监测,分类精度达96.39%。基于该技术,研究揭示了高温胁迫下柑橘子房与蜜盘的生长失调现象,以及雌雄生殖器官之间的异步补偿机制。
此项研究是数字技术与植物逆境生理交叉融合的典型范例,相关技术已应用于四川柑橘主产区高温灾害评估,为构建“花期表型- 环境胁迫- 调控决策”数字孪生系统奠定了坚实基础。院遥感数字所邱霞和朱飞雨博士为共同第一作者。该研究得到了国家重点研发计划(2021YFD1600800)、四川省农业科学院“1+9”揭榜挂帅科技攻关(1+9KJGG008)等项目的资助。团队目前在研项目涵盖高通量表型技术研发、多模态数据融合算法优化、环境智能控制与农机自动驾驶等智慧农业前沿领域,致力于推动智慧农业技术的创新与应用。
(院遥感数字所/ 邱霞撰稿;王思校对;付成平审核)