中國南方是重要的糧食生產(chǎn)基地和典型的經(jīng)濟發(fā)展區(qū),水稻和小麥是主要的糧食作物之一,機械化生產(chǎn)水平高。然而稻麥輪作系統(tǒng)依然面臨如下問題,如產(chǎn)量下降、機械化作業(yè)效率低;符合中國區(qū)域發(fā)展模式的高效、增產(chǎn)、增收農(nóng)業(yè)機械化耕作技術(shù)和管理技術(shù)體系不完善;作物根系構(gòu)型特征對作物產(chǎn)量構(gòu)成起決定性作用,同時受到耕后土壤狀況的影響,但未用于評價耕后效應(yīng);此外,根系構(gòu)型研究受到研究方法和評價指標的限制。針對上述問題,本研究從根構(gòu)型的概念出發(fā),自主研發(fā)設(shè)計了一套適用于田間作物根系構(gòu)型測試和分析的虛擬植物根系技術(shù),以2010-2013年,免耕和旋耕兩種耕作方式下的稻茬麥根系生長為例,構(gòu)建一系列表明根系構(gòu)型特征的指標,探究稻茬麥根系的分布特征。論文的具體研究內(nèi)容如下:（1）實現(xiàn)田間作物根系構(gòu)型的數(shù)據(jù)化與可視化。使用自制的根構(gòu)型數(shù)字化儀對取自田間的小麥根系進行數(shù)字化,然后將實測的數(shù)據(jù)在Pro-E軟件平臺上重構(gòu)實現(xiàn)其可視化。研究指出作物根系構(gòu)型數(shù)字化儀能夠提供<1mm的測試分辨率,操作使用方便,耐污染與干擾能力強,能夠滿足作物根系構(gòu)型測試要求,而使用Pro-E的小麥根系構(gòu)型重構(gòu)技術(shù)也便于直觀的觀察作物根系的縱向分... 

【文章來源】：南京農(nóng)業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

一田間作物根系的取樣

?南方稻茬麥根系構(gòu)型特征與生長分析???記錄為基坐標點。測試過程中根據(jù)小麥根系的生長狀況按３－５?ｍｍ厚度用針尖挑撥，??自上而下逐層清除土壤，將根系暴露后綜合轉(zhuǎn)動水平標尺并移動水平標尺及垂直標尺??上的滑塊，令探針尖頭觸及主軸根系。主軸根系的空間分布決定了根系對土壤的搜索??能力并為側(cè)根的生長提供了一個生長分布的框架。此外，相關(guān)研究也指出側(cè)根與根毛??對根系骨架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建并沒有起到十分重要的作用＠＿２２１。依次讀取弧形表尺、水平標??尺和垂直標尺的讀數(shù)值Ｘ，、嘆、Ｚ，，記錄的數(shù)據(jù)就是根系上這個點的相對空間坐標點，??并將數(shù)據(jù)列于表２－３。依次測取該層土體內(nèi)的所有小麥根軸后將樣筒向下推移出同等??厚度的土層，再次進行下一土層的數(shù)據(jù)測試，直到完成一株小麥根系的全部測試。這??一測試過程可以有效識別土壤中上季水稻根系、雜草根系以及相鄰小麥根系對被測小??麥根系構(gòu)型分布的影響。??

?４??湖??圖２－３根系構(gòu)型測量數(shù)字化儀結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?２－３?Ｄｉｇｉｔａｌ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｒｏｏｔ?ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ??１弧形標尺２角度指針３水平標尺４中心立柱５垂直標尺６根系測定指針７樣本８底托９水平滑塊丨０垂直滑??＾?１?ｃｉｒｃｕｌａｒ?ｔａｐｅ?ｒｕｌｅｒ?２?ａｎｇｌｅ?ｐｏｉｎｔｅｒ?３?ｓｃａｌｅｄ?ｌｅｖｅｌ?ｂｅａｍ?４?ｓｔａｎｄｉｎｇ?ｒｏｄ?５?ｓｃａｌｅｄ?ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｂｅａｍ?６?ｐｏｉｎｔｅｒ?７?ｓｏｉｌ?ｓａｍｐｌｅ??８?ｍａｉｎ?ｐｅｄｅｓｔａｌ?９?ｃｒｏｓｓ?ｓｌｉｄｅｒ?１０?ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｓｌｉｄｅｒ??２．１．６小麥根系３Ｄ構(gòu)型數(shù)據(jù)的處理??實測根系構(gòu)型數(shù)據(jù)及其處理如表２－３所示，第一主列是根系３Ｄ數(shù)字化儀直接讀??取的數(shù)據(jù)，為原始坐標，包括水平標尺讀數(shù)Ｘ＇弧形表尺讀數(shù)疢，垂直標尺讀數(shù)Ｚ＇??第二主列是按照根基點標定出的相對坐標，其中原始坐標的第一行就是根基點的坐標??位置，第三列是將相對坐標轉(zhuǎn)化為根系的絕對笛卡爾空間坐標，變換公式如下：??＾?＝ｒ，?ｃｏｓｉｐ，?－Ｘ＊?Ｇ）??＝?ｒ＞?ｓｉｎ?（２）??Ａ＝Ｚ，－Ｚ＊?（３）??２０??

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]作物根系構(gòu)型三維探測與重建方法研究進展[J]. 溫維亮,郭新宇,趙春江,王傳宇,肖伯祥.  中國農(nóng)業(yè)科學. 2015(03)
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[5]稻茬麥根系構(gòu)型可視化與三向分型維研究[J]. 陳信信,丁啟朔,李毅念,丁為民,田永超.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2015(03)
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博士論文
[1]江蘇省稻麥兩熟區(qū)機械化生產(chǎn)模式及其效率研究[D]. 曹衛(wèi)華.中國農(nóng)業(yè)大學 2015
[2]田間玉米根系三維結(jié)構(gòu)的測定與可視化[D]. 吳劼.中國農(nóng)業(yè)大學 2014
[3]基于核磁共振成像技術(shù)的作物根系原位無損檢測研究[D]. 張建鋒.浙江大學 2014
[4]根冠關(guān)系對作物水分利用的調(diào)控[D]. 張歲岐.西北農(nóng)林科技大學 2001

碩士論文
[1]中國農(nóng)業(yè)效率和全要素生產(chǎn)率研究[D]. 楊華.暨南大學 2012



本文編號：3279223