基于微根管技术的玉米根系生长监测.pdf

《基于微根管技术的玉米根系生长监测.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第26卷第10期1562010年10月农业工程学报TransactionsoftheCSAEVr01．26No．10oct．2010基于微根管技术的玉米根系生长监测廖荣伟1，一，刘晶淼1，蜮，安顺清1，牛俊丽4，梁宏1，任三学1，乐章燕5，曹玉静1，李文静1(1．中国气象科学研究院，北京100081；2．中国科学院研究生院，北京100039；3．中国气象局沈阳大气环境研究所，沈阳110016：4．四川省气象台，成都610017：5．廊坊市气象局，廊坊065000)摘要：为了研究玉米根系生长规律，该文利用固城农业气象试验站内设置的大型根剖面系统

2、，采用微根管观测法，对试验地上玉米主要生育期的根系生长动态进行定期直接跟踪监测，并以方形整段标本法作为参照标准，对试验数据采用MATLAB软件辅助图像处理和现代统计方法进行分析。结果表明：微根管法与方形整段标本法对得出的根长密度随深度增加呈递减型有较好的一致性，两者相关系数达到O．83以上，通过0．05的显著性检验；由观测数据建立的回归方程能较好地反映土壤中玉米根系生长规律，进一步表明微根管法是一种破坏性较小、可准确定位跟踪植物根系在土壤中生长动态变化的先进技术，对植物根系生长研究有较好的推广应用价值。关键词：作物，生长，监测，玉米，微根管观

3、测法，方形整段标本法，根长密度doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．10．026中图分类号：TP391．41文献标志码：A文章编号：1002—6819(20lO)一10--0156—06廖荣伟，刘晶淼，安顺清，等．基于微根管技术的玉米根系生长监测[J]．农业工程学报，2010，26(10)：156—161．LiaoRongwei，LiuJingmiao，AnShunqing，eta1．Monitorofconlrootgrowthinsoilbasedonminirhizotrontechnique[J】．Tra

4、nsactionsoftheCSAE，2010．26(10)：156—161．(inChinesewithEn酉ishabstract)0引言作物营养吸收主要来自根系，根系生长动态是反映作物生长发育状况的一个重要标志，对产量形成具有极其重要的影响。研究根系生长，对作物生产栽培管理具有重要的意义【l】。监测研究作物根系生长有许多方法，有传统的标本取样方法，也有采用现代的高新技术拉J，各种方法大都有其优点及不足之处，但以破坏性较小、定位准确的方法作为择优的方法【3】。微根管法(Minirhizotron)监测作物根系生长状况具有损伤破坏性小，根系

5、生长动态可视，定位层析准确，易于运用图像处理技术，获得量化信息。1937年Bates首次提出微根管法观测微根系生长，利用反光镜观测根系，并结合素描记录图像，实现根系观测。接着Waddington、Sanders、Upchurch等也使用该方法进行了植物根系观测。其后George等㈣利用小型电脑系统开发的观测软件，使用微根管系统观测花生根系发育情况，获取根系的参数信息。Markus等【5j利用微根管技术观测了水平和垂直方向上的玉米根系分布。在国内，张喜英【6J具体介绍了微根管的根系观测方法。吴长高收稿日期：2009-12．18修订日期：2010

6、-01．29资助项目：公益性行业(气象)科研专项(GYHY(QX)200706030)作者简介：廖荣伟(1981～)，男，四川人，博士生，主要从事气象相关方面研究。北京中国气象科学研究院，100081。Email：Liaorongwei@cams．cma．gov．cn※通信作者：刘晶淼(1957一)，男，博士，博士生导师，主要从事气候变化诊断及模拟和陆面过程参数化的研究。沈阳中国气象局沈阳大气环境研究所，110016。Email：Jingn3iaol@eams．cma．gov．cn等【7】将计算机视觉技术应用于根系形态分析，建立了根系形态参数

7、测定及根构型分析系统。周本智等p9】介绍了Minirhizotron技术的诞生和应用，并利用Minirhizotron技术监测了火炬松新根系的生长动态，并发现施肥对新根生长没有明显的影响。胡秀娟掣10】在植物根部埋设透明管，以CCD(ChargeCoupledDevice电荷耦合元件)摄像系统为图像采集系统，拍摄到根部的动态变化。罗锡文等lllJ采用XCT(x—RayComputedTomography计算机断层)成像技术实现植物根系原位形态构型的定性观察和定量测量，并对成像技术、介质成分和根系类型等影响根系成像质量的主要因素进行系统分析。刘

8、九庆掣12】设计基于线阵CCD的便携式微根系微根管监测分析仪系统，实现计算机控制观测。向子云等【l3】借鉴多层螺旋CT技术，利用多层螺旋CT(ComputedTom