CN108872096A - 一种蜜蜂采集植物花粉多样性的测量方法 - Google Patents

一种蜜蜂采集植物花粉多样性的测量方法 Download PDF

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丁桂玲
张红
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
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    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration

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Abstract

本发明涉及一种蜜蜂采集植物花粉多样性的测量方法。包括花粉收集、采集花粉团鉴定、花粉团平铺与成像、软件识别和数据分析。本发明依据蜜蜂采集植物的鉴定、蜂花粉采集、蜂花粉团颜色和大小、图像识别技术等多种技术方法进行设计与组合，显著提高蜂蜜蜂采集花粉多样性的检测，降低劳动强度，提高了检测准确性，能够科学地反应蜜蜂采集花粉多样性。

Description

一种蜜蜂采集植物花粉多样性的测量方法
技术领域
本发明涉及农业科学技术领域，尤其涉及一种蜜蜂采集植物花粉多样性的测量方法。
背景技术
蜜蜂采集单一植物的花粉团颜色是单一的，当蜂群采集多种植物的花粉团时，其组成是杂色，因此，可以通过花粉团的颜色来鉴别蜜蜂采集的植物源。通过花粉多样性的评估，可以判断出蜂群采集植物的多样性。
花粉是蜜蜂生长发育的唯一蛋白质源，是蜂群得以延续的物质基础，因此，研究蜂群对花粉的采集行为具有重要科学意义。目前，有关西方蜜蜂蜂群采集花粉多样性的测量方法主要是利用传统的观察统计，传统观察方法主要是利用脱粉器对蜂群进行脱粉，然后对不同颜色的花粉进行人工分离；最后，统计不同颜色花粉的数量和重量。该方法费时、费力、精度较低，当统计蜂群数量多时，造成工作量大，易出现统计出错，而且不同观察者之间误差大，无法保障结果的可靠性和重复性。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有技术中存在的上述不足之处。
为实现上述目的，本发明提供一种蜜蜂采集植物花粉多样性的测量方法，包括以下步骤：
(1)花粉收集：去掉蜜蜂蜂箱的巢门挡板，将脱粉器安装与巢门的踏板上，在踏板下方放置接粉盘，间隔2小时收集一次花粉，单独存放；
(2)采集花粉团鉴定：调查蜂箱缩放位置点，记录半径2km范围内蜜蜂采集的所有开花植物，利用高清数码相机拍摄蜜蜂携带的花粉团颜色，在显微镜下确认蜜蜂所采集的花粉团来自于所采访植物；
(3)花粉团平铺与成像：将蜂箱脱下来的花粉团，置于恒温55℃环境下烘干15分钟，然后将花粉团均匀平铺于圆形滤网上，滤网底部为白色硬纸板，在所有的花粉团通过滤网落到白色硬纸板上之后，移除滤网，利用高清数码相机拍照成像；
(4)软件识别：根据白色硬纸板上花粉团的不同颜色，利用开源软件识别相片上不同颜色的花粉团；
(5)数据分析：根据开源软件识别相片上不同花粉团颜色，计算蜜蜂采集不同花粉的数量，分析蜂群采集植物花粉多样性情况。
优选地，在步骤(3)，滤网的孔径大小4毫米，滤网厚度为2毫米。
优选地，在步骤(4)，利用开源软件识别相片上不同颜色的花粉团，具体包括：采用开源软件统计识别不同颜色花粉粒，根据不同花粉颜色设定色彩值、饱和度和亮度。
进一步优选地，在步骤(4)，采用开源软件统计识别不同颜色花粉粒时，将颗粒大小设定为前期实验所测量花粉的最小像素值。
优选地，开源软件为Image J或者Photoshop。
本发明采用蜜蜂采集花粉多样性的测量方法，依据蜜蜂采集植物的鉴定、蜂花粉采集、蜂花粉团颜色和大小、图像识别技术等多种技术方法进行设计与组合，显著提高蜂蜜蜂采集花粉多样性的检测，降低劳动强度，提高了检测准确性，能够科学地反应蜜蜂采集花粉多样性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种蜜蜂采集植物花粉多样性的测量方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种花粉平铺圆形滤网的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种花粉平铺成像的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供一种蜜蜂采集植物花粉多样性的测量方法，如图1，包括以下步骤：
步骤S101,花粉收集：去掉蜜蜂蜂箱的巢门挡板，将脱粉器安装与巢门的踏板上，在踏板下方放置接粉盘，间隔2小时收集一次花粉，单独存放；
步骤S102,采集花粉团鉴定：调查蜂箱缩放位置点，记录半径2km范围内蜜蜂采集的所有开花植物，利用高清数码相机拍摄蜜蜂携带的花粉团颜色，在显微镜下确认蜜蜂所采集的花粉团来自于所采访植物；
步骤S103,花粉团平铺与成像：将蜂箱脱下来的花粉团，置于恒温55℃环境下烘干15分钟，然后将花粉团均匀平铺于圆形滤网上，滤网底部为白色硬纸板，在所有的花粉团通过滤网落到白色硬纸板上之后，移除滤网，利用高清数码相机拍照成像。需要说明的是，当花粉湿度过大时，容易结团，在恒温处理，去除湿度，再进行检测。拍照时一定要注意背景色与所采集的花粉颜色反差要大，这样有利于后续不同花粉颜色的识别与统计，其中，花粉平铺圆形滤网的结构如图2所示，花粉平铺成像的效果如图3所示。
步骤S104,根据白色硬纸板上花粉团的不同颜色，利用开源软件识别相片上不同颜色的花粉团；
步骤S105,根据开源软件识别相片上不同花粉团颜色，计算蜜蜂采集不同花粉的数量，分析蜂群采集植物花粉多样性情况。
在一个示例中，开源软件为Image J。
在一个示例中，开源软件为Photoshop。
在一个示例中，在步骤S103，滤网的孔径大小4毫米，滤网厚度为2毫米。应当理解，根据实际过滤的花粉的大小，滤网的孔径大小可以适应调整，
在一个示例中，在步骤S104，利用开源软件识别相片上不同颜色的花粉团，具体包括：采用开源软件统计识别不同颜色花粉粒，根据不同花粉颜色设定色彩值、饱和度和亮度。
在一个更具体的示例中，在步骤S104，采用开源软件统计识别不同颜色花粉粒时，将颗粒大小设定为前期实验所测量花粉的最小像素值。
下面以本发明在梨树产区的实际应用为例，对本发明作进一步说明和解释。
梨树种植区常见的同期开花植物有油菜、桃、蒲公英、泡桐树等，因此，拍摄完这几种植物的蜂花粉团颜色，可用于蜜蜂采集花粉多样性的分析。具体梨树产区蜜蜂采集花粉多样性的测量，主要包括以下步骤：
(1)蜜蜂花粉收集：将蜜蜂蜂箱的巢门挡板去掉；安装脱粉器于巢门的踏板上，踏板下方放置接粉盘；每间隔2小时收集一次花粉
(2)采集花粉团鉴定：调查蜂箱所放位置点，半径2km范围蜜蜂采集的所有开花植物，利用数码相机对研究区域所有植物的花朵、整棵植株、叶片等主要植物鉴定的特征进行拍照，将照片送给植物专家进行鉴定；同时，并利用高清数码相机拍摄蜜蜂携带的花粉团颜色，显微镜下确认蜜蜂所采集的花粉团来自于所采访植物。
(3)将花粉团恒温55℃环境下烘干15分钟，将花粉团均匀平铺于圆孔形滤网，并确保所有的花粉团均通过圆形滤网落进白色硬纸板上之后，移除滤网，利用高清数码相机拍照成像。
(4)利用Image J软件统计滤膜上花粉粒数量，具体参数设定如下：
将色调值为28-35，饱和度值为85-255，亮度:87-255；然后，把图像转换成8bit，将色阈值调成80-90；在颗粒计数菜单下，将目标颗粒物大小值为1200-infinity，获得梨花粉粒数量58粒，这里的滤膜就是白色硬纸板；
将色调值为21-49，饱和度值为145-255，亮度:30-160，然后，把图像转换成8bit，将色阈值调成80-90；在颗粒计数菜单下，将目标颗粒物大小值为550-infinity，获得桃花粉粒数量28；
将色调值为12-27，饱和度值为100-145，亮度:50-210，然后，把图像转换成8bit，将色阈值调成80-90；在颗粒计数菜单下，将目标颗粒物大小值为1300-infinity，获得泡桐树花粉粒数量26；
将色调值为0-28，饱和度值为211-255，亮度:166-255，然后，把图像转换成8bit，将色阈值调成80-90；在颗粒计数菜单下，将目标颗粒物大小值为1500-infinity，获得蒲公英花粉粒数量16，
最后，将梨、桃、蒲公英和泡桐树花粉的粒数相加128粒，计算出不同花粉所占比例，获得蜜蜂梨树园采集花粉多样性数据。
具体参数对比参考表1。
表1
本发明为一种蜜蜂采集花粉多样性的测量方法，依据蜜蜂采集植物的鉴定、蜂花粉采集、蜂花粉团颜色和大小、图像识别技术等多种技术方法进行设计与组合，显著提高蜂蜜蜂采集花粉多样性的检测，降低劳动强度，提高了检测准确性，能够科学地反应蜜蜂采集花粉多样性。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种蜜蜂采集植物花粉多样性的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)花粉收集：去掉蜜蜂蜂箱的巢门挡板，将脱粉器安装与巢门的踏板上，在踏板下方放置接粉盘，间隔2小时收集一次花粉，单独存放；
(2)采集花粉团鉴定：调查蜂箱缩放位置点，记录半径2km范围内蜜蜂采集的所有开花植物，利用高清数码相机拍摄蜜蜂携带的花粉团颜色，在显微镜下确认蜜蜂所采集的花粉团来自于所采访植物；
(3)花粉团平铺与成像：将蜂箱脱下来的花粉团，置于恒温55℃环境下烘干15分钟，然后将花粉团均匀平铺于圆形滤网上，滤网底部为白色硬纸板，在所有的花粉团通过滤网落到白色硬纸板上之后，移除滤网，利用高清数码相机拍照成像；
(4)软件识别：根据白色硬纸板上花粉团的不同颜色，利用开源软件识别相片上不同颜色的花粉团；
(5)数据分析：根据开源软件软件识别相片上不同花粉团颜色，计算蜜蜂采集不同花粉的数量，分析蜂群采集植物花粉多样性情况。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在步骤(3)，所述滤网的孔径大小4毫米，滤网厚度为2毫米。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在步骤(4)，所述利用开源软件识别相片上不同颜色的花粉团，具体包括：采用开源软件统计识别不同颜色花粉粒，根据不同花粉颜色设定色彩值、饱和度和亮度。
4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，在步骤(4)，所述采用开源软件软件统计识别不同颜色花粉粒时，将颗粒大小设定为前期实验所测量花粉的最小像素值。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述开源软件为ImageJ或者Photoshop。
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