【目的】根系建模是虛擬水稻可視化模型中重要的組成部分,是認知以及研究水稻根系形態(tài)結構的重要方法,并為精確農(nóng)業(yè)提供依據(jù),本研究旨在構建仿真效果較好的水稻根系模型。【方法】利用水培法開展試驗,測定水稻根系各類形態(tài)參數(shù)�！窘Y果】構建了基于分形L系統(tǒng)的水稻根系模型,包括不定根模型、分枝根模型、旋轉角度等信息。首先根據(jù)水稻根系形態(tài)特征解析出分形L系統(tǒng)的產(chǎn)生式,然后借助MATLAB軟件實現(xiàn)了根系的形態(tài)模擬,最后根據(jù)模擬效果圖進一步優(yōu)化了分形L系統(tǒng)的產(chǎn)生式,提高了模型精度。【結論】構建完成的模型能夠較好地模擬水稻根系的生長過程,在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中,具有一定的參考價值。 

【文章來源】：江西農(nóng)業(yè)大學學報. 2020,42(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

實驗裝置

依據(jù)發(fā)根位置的不同，水稻根系可以劃分成種子根和不定根兩種。種子根是由種子的胚根直接生長發(fā)育而成，但數(shù)量只有一條，在幼苗時期負責吸收植株生長所需要的水分和養(yǎng)分等。不定根是整個水稻根系的主體部分，是由植株基部莖節(jié)（包括分蘗節(jié)）上發(fā)生的根。直接由不定根上伸出的分枝根稱為一級枝根，再由一級枝根伸出的分枝根稱為二級枝根，直至伸出六級枝根。不定根在育苗期的發(fā)根數(shù)量并不多，隨著水稻生長速度的加快，發(fā)根數(shù)量不斷增加。大概到抽穗期前后，水稻根系的總量達到鼎峰，形成了縱橫交錯的各級枝根。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)和不定根的特點，不定根的發(fā)根數(shù)量會隨著水稻生長階段的不同而發(fā)生相應的變化，不定根上伸出一級枝根的時間大概是在3葉期后，而后隨著從莖節(jié)上產(chǎn)生不定根的同時，又可能從一級枝根上伸出二級枝根。研究表明，莖節(jié)最上面所產(chǎn)生的不定根，其伸出的分枝根的數(shù)量較多，分枝根的級次就越高；相反，莖節(jié)下部所產(chǎn)生的不定根，其伸出的分枝根的數(shù)量相對較少，分枝根的級次就越低。水稻根系從形態(tài)和拓撲結構來看，不定根和各級枝根存在明顯的自相似性，表現(xiàn)出水稻根系分生的分形特征。水稻根系構成示意圖如圖2所示。3 根系建模方法

(3）依據(jù)表達字符串中的字符，用(x,y,α)來標定根節(jié)點的位置狀態(tài)，x和y分別表示根系的水平坐標信息，α表示夾角，如果根段向下伸展的一個步長用l來表示，隨機偏轉角度為β，則新根節(jié)點的位置狀態(tài)就變?yōu)?x+l×cos(β),y+l×sin(β),α±β)。(4）繪制原根節(jié)點和新根節(jié)點之間的根段。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3383684