土壤容重對棉花根系作用模擬的知識管理研究

昆明理工大學(xué) 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，昆明 650500

昆明理工大學(xué) 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，昆明 650500

1 引言

作物根系是作物吸收和傳輸養(yǎng)分的主要器官，是土壤資源的直接利用者和產(chǎn)量的重要貢獻(xiàn)者。土壤容重的大小影響根系在土壤中的形態(tài)和分布從而改變根系構(gòu)型，良好的根構(gòu)型能提高根系對土壤養(yǎng)分和水分的利用率[1-2]。為研究土壤容重對作物根構(gòu)型的影響，采用盆栽、根窖容器或田間挖掘測定法，研究了不同土壤容重下根量、根長、根直徑、根間夾角等根構(gòu)型參數(shù)的生長情況，但并未量化土壤容重和作物根構(gòu)型參數(shù)之間的動態(tài)關(guān)系，不能實(shí)現(xiàn)特定土壤容重下根系生長的預(yù)測[3]。作物管理專家系統(tǒng)和模擬模型的發(fā)展為作物生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化和信息化提供了新的方法和手段[4-5]。為定量分析油菜生育指標(biāo)和栽培技術(shù)以及玉米分階段定量灌溉與環(huán)境影響因子之間的關(guān)系，應(yīng)用系統(tǒng)分析原理和數(shù)學(xué)建模技術(shù)構(gòu)建油菜栽培管理和玉米水分管理動態(tài)知識模型，實(shí)現(xiàn)了動態(tài)預(yù)測和管理決策的有機(jī)耦合與綜合協(xié)調(diào)[6-7]。為直觀描述作物根系生長形態(tài)，采用L系統(tǒng)法結(jié)合OpenGL圖形庫實(shí)現(xiàn)了作物根系的三維可視化模擬，但該方法注重提取作物根系的幾何形態(tài)結(jié)構(gòu)，忽略了根系形態(tài)結(jié)構(gòu)與生長環(huán)境的動態(tài)關(guān)系[8-11]。

本文分析土壤容重與棉花主根軸向生長速度之間的量化關(guān)系并建立數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用C++編程語言和數(shù)據(jù)庫技術(shù)將根構(gòu)型參數(shù)傳遞給SimRoot模擬模型實(shí)現(xiàn)不同土壤容重下棉花根系構(gòu)型的可視化模擬，構(gòu)建土壤容重對棉花根系作用模擬的知識管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同土壤容重下棉花根系動態(tài)生長的知識管理、預(yù)測和可視化。……