基于微分L-系统的水稻根系三维生长模型研究

植物根系结构是其根系的空间构型,水稻根系结构表现出高度的多样性。为了探明水稻根系结构和分布规律,利用水培法开展试验,测定不同生长时期的根系三维空间坐标和形态参数,对水稻根系结构进行高精度的测量。统计分析所测试验数据,确定了根节点的初始位置、各级枝根的生长方向以及根系的生长函数。通过整合水稻根系的拓扑结构,量化其生物学特征,提出基于微分L-系统的水稻根系三维生长模型,以描述水稻根系生长规律,并检验该模型输出结果的精度。借助Visual C++和Open GL标准图形库实现了水稻根系三维生长可视化模拟系统,直观再现了水稻根系动态的生长过程。对比分析表明,系统对总根长、根表面积和根体积的平均模拟拟合度分别为96. 82%、95. 86%和93. 96%。     

盆栽番茄根系三维生长模型构建与实现

为探明负压地下灌溉条件下的盆栽番茄根系分布规律,通过试验测定不同生长时期的盆栽番茄根系三维空间坐标和生长参数.统计分析所测试验数据,明确了番茄各级根长生长函数、分根点分布及其侧生概率和侧生方向.基于番茄根系拓扑结构和实际生长规律,提出利用微分L系统构建番茄根系三维生长模型以描述盆栽番茄根系生长规律及其边界条件.文中以所构建的盆栽番茄根系三维生长模型为算法基础,利用OpenGL技术实现盆栽番茄根系三维生长可视化模拟系统,直观地再现了负压地下灌溉条件下盆栽番茄根系在不同生长时期的空间分布和生长情况.通过与试验数据对比分析,对于幼苗期的盆栽番茄根系分布平均模拟拟合度约为83%,而对于结果期的根系分布平均模拟拟合度约为91%.因此所建模型能够有效模拟盆栽番茄的根系生长情况.基于微分L系统的盆栽番茄根系三维生长模型可以表达不同生长时期番茄根系的形态特征和生长规律,为进一步研究土壤水分与根系生长的互作用奠定基础.     

根系分泌物及其对植物根际土壤微生态环境的影响探究

植物根系是植物的生命根基,通过根系的作用植物才能够正常的生长.文章根据最新的研究报告,从植物根系分泌物角度进行分析,主要对包括植物根系分泌物产生的途径、影响因素、对外界环境的影响的三个部分进行阐释,并且为以后植物根系分泌物研究提供参考.     

基于L系统的大豆根系模拟研究

随着虚拟植物研究的不断深入,对于虚拟植物研究的重点也从地上部分转入地下部分.根系是植物最重要的器官之一,在植物整个生长发育、生理功能和物质代谢中发挥着重要作用,因此对植物根系进行虚拟研究具有重要意义.为此,以大豆为例,通过对大豆根系形态及生长特点的分析,探讨了使用L系统进行大豆根系虚拟建模的方法,并在Visual C 环境下进行了算法实现.     

基于XCT技术的原位根系三维可视化研究

为解决植物根系原位三维观测的技术难题,采用XCT层析成像技术获取原位根系的断层序列图像,然后利用计算机图像图形处理技术实现对植物根系的原位三维可视化.为了提高图像分割的精确性,提出一种利用根系几何形态特征的综合分割方法,有效清除了与根系密度极其近似的杂质体素,完成了对序列图像的三维分割.并利用VTK工具箱采用移动立方体算法(MC)实现了对分割后序列图像的三维重建.编程实验证实,本文提出的技术路线和方法能够有效地实现对生长在介质环境中原位根系的三维可视化观测.     

土壤局部湿润条件下棉花群株根系竞争生长研究

为探究局部灌溉条件下棉花根系竞争生长特点及其对地上部植株生长的影响,试验设置棉花株距为15、30 cm二种处理,灌水和施肥一致,都是从测坑的一侧灌水。结果表明,土壤水分分布不均匀时,2种处理的棉花根系都存在向水性生长和竞争生长现象。棉花种植间距为30 cm时,植株之间所处的土壤水分差异较大,侧根数量相差31.7%,根系之间竞争生长能力差别也很大,使得群株棉花地上部生长不整齐;种植间距为15 cm时,各棉株所处的土壤水分环境虽然相对较均匀,棉花地上部生长相对均匀,然而,根系之间重叠交叉分布密度大,相互竞争生长激烈,对地上部植株生长也造成影响。     

分形方法在根系模拟中的应用

简要介绍了分形方法及其特点。根据植物根系的几何特征,着重介绍了分形方法在实际应用中的实现过程。对于根系生长具有自相似性的植物,在Visual C++环境下,结合计算机图形学和OpenGL,利用该方法模拟其生长过程。     

植物根系环境保护及生态建设研究进展

植物的根系对有机体的生长发挥着十分重要的作用,参与植物的营养供给和代谢循环,但是由于植物根系生长位置和周围环境的特殊性,对其研究不是十分有利,还需要更多研究进行深度探讨。本文通过对以往的文献检索以及综合分析,综述了植物根系对于处理水体污染、土壤污染和固土护坡的机理。目前的研究大多数还集中在人工湿地等环境内,所以在日后的研究中应该多加注重植物根系在城市水体污染治理中的具体应用。在城市开展的试验中,要以植物本身的特性作为依据,找出合适的实验方案。     

植物生长营养液对干旱期及复水后马铃薯渗透调节物质的影响

基于盆栽试验,研究了3种水分条件及复水后植物生长营养液对马铃薯叶片及根系渗透调节能力的影响。结果表明,不同水分胁迫程度及复水条件下,喷施植物生长营养液均能提高马铃薯叶片和根系渗透调节物质,与CK相比,叶片游离脯氨酸增加了8.05%~21.35%,根系游离脯氨酸增加了4.04%~18.37%;叶片可溶性糖增加了12.93%~20.12%,根系可溶性糖增加了10.76%~28.36%;叶片可溶性蛋白增加了6.22%~14.12%,根系可溶性蛋白增加了1.17%~6.54%,马铃薯产量增加了3.19%~7.55%。水分胁迫下植物生长营养液对马铃薯叶片和根系渗透调节物质的影响大于正常供水,且显著提高重度水分胁迫下马铃薯产量。     

基于微根管技术的玉米根系生长监测

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,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0.83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。