[发明专利]一种活体水稻籽粒灌浆充实的无损监测系统和方法无效
申请号: | 201010526880.8 | 申请日: | 2010-11-01 |
公开(公告)号: | CN101980001A | 公开(公告)日: | 2011-02-23 |
发明(设计)人: | 赵全志;彭廷;杜彦修;张静;李俊周;殷春渊;宁慧峰;李磊 | 申请(专利权)人: | 河南农业大学 |
主分类号: | G01N15/00 | 分类号: | G01N15/00;G08C19/00;A01G16/00 |
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地址: | 450002 河*** | 国省代码: | 河南;41 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 活体 水稻 籽粒 灌浆 充实 无损 监测 系统 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种针对水稻籽粒灌浆充实的活体、实时、无损监测系统和方法,属于作物生产技术领域,专用于水稻生育后期田间生产的实时监测和调控管理。
背景技术
水稻是我国最主要的粮食作物,全国有60%以上的人口以稻米为主食。从20世纪80年代开始,水稻单产一直处于徘徊状态,虽然培育出了一大批超级水稻品种(组合),但这些超级稻的品种或组合均普遍存在籽粒充实度差的间题,籽粒充实度差已成为制约现代水稻品种产量潜力进一步发挥的瓶颈。
围绕水稻籽粒灌浆充实,国内外水稻科研工作者开展了大量研究工作。朱庆森等(1988)较早的对粒重增重过程用Richards模型进行了拟合,目前已普遍为学者们所采用。Richards生长方程为:W=A(1+Be-Kt)/-1/N,方程以开花后的天数t为自变量,以水稻粒重W为因变量。对Richards方程求一阶导数,得灌浆速率方程GR=dW/dt=ABe-Kt/[N(1+Be-Kt)](N+1)/N,即为籽粒整个灌浆过程中灌浆速率的动态变化。Richards方程有4个待拟合参数A,B,K,N,由这些参数可确定强弱势粒的相对起始生长势、灌浆持续期、最大灌浆速率、平均灌浆速率、最大粒重、前中后三期灌浆速率和灌浆时间对产量贡献大小等阶段灌浆特征参数用以比较不同品种的灌浆特性。
长期以来,水稻(包括禾谷类作物的小麦、玉米等)籽粒灌浆充实的测定均是采用破坏性的方法进行测定,就是在籽粒灌浆的不同时期破坏性取样,根据前后取样时期籽粒重量的差除以时间得出灌浆速率,即便是通过Richards拟合出相关参数,也均是先采用破坏性的取样方法得到有关数据。但是,由于植株的生长状态、籽粒的大小、粒位、灌浆时间早晚以及气候生态条件等不可能完全相同,每次取样的籽粒间存在很大差异,导致籽粒灌浆速率和充实度的测定存在一定的误差。为了消除这种误差,一般采用大样本取样的方法,不仅增加了成本,同样由于破坏性取样导致植株受到一定的伤害而存在误差。
采用同位素示踪是进行物质运转和籽粒灌浆充实标记的一种方法,但采用同位素示踪不仅成本昂贵,而且同样要进行破坏性取样进行测定分析。因此,建立一套活体的无损监测籽粒灌浆充实的系统和方法,实现对水稻籽粒灌浆充实过程的全天候实时、无损监测,不仅可以减少误差,而且可以实现非破坏性,增加科学准确性。
综上所述,针对水稻籽粒灌浆速率、充实度等生长指标,目前还没有一个简便、快捷而令人满意的活体无损监测装置,并用于指导农业生产。本发明装置不需要破坏性取样,具有便捷、快速、实时和非破坏性的优点,特别适合田间实时监测和田间管理指导。
发明内容
本发明的目的在于克服现有水稻籽粒灌浆充实测定的缺陷,研制出一种便携式活体无损监测装置和方法,具备适用农业科研人员田间一线操作、实时无损监测和田间实时管理指导的特点。
本发明采用如下技术方案:
一种活体水稻籽粒灌浆充实的无损监测系统,包括支架、Flow32包裹式茎流仪主机、装有主机工作程序软件Flow32、数据采集软件PC208W和无损监测方程的计算机、传感器SGA2或SGA3;Flow32包裹式茎流仪主机通过信号线路与所述计算机、所述传感器相连;所述传感器由测量计和密封固定装置组成:所述测量计通过电缆与所述Flow32包裹式茎流仪相连;所述监测方程为:
Y=0.0066X-0.2465或Y=0.0246X-1.9427
式中:Y为穗颈节间液流强度,X为籽粒充实度。
所述的无损监测系统,所述密封固定装置由绝缘套、O-型圈、自粘胶带、橡皮泥和铝箔纸组成,用于减少所述测量计的热量损失。
所述的无损监测系统,所述支架为可调伸缩支撑杆。
一种水稻籽粒灌浆充实的无损监测方法,在水稻抽穗开花10-20天的籽粒灌浆中期,选择生长均一且长势健壮的水稻单茎,小心从顶一鞘中剥出15cm左右的顶一茎,用纸巾清理干净茎秆上的杂物,测量并记录穗颈节间下方2.5cm处的茎秆直径,然后按照测量的直径大小选择合适的传感器类型;将传感器连接在水稻穗颈节间下方2.5cm处,并固定在支撑杆上,然后启动茎流仪和计算机,所述计算机装有软件Flow32、PC208W和无损监测方程,所述监测方程为:
Y=0.0066X-0.2465或Y=0.0246X-1.9427
式中:Y为穗颈节间液流强度,X为籽粒充实度;即可实现活体、无损监测水稻籽粒灌浆充实。
附图说明
图1为本发明系统的装置整体结构图。
图2为本发明系统的传感器固定位置示意图。
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