[发明专利]作物活性根分布的测定方法及装置

权利要求书

1.一种作物活性根分布的测定方法，其特征在于，包括：

分别获取预设时间段起始时刻和结束时刻的作物根区栽培介质含水量分布；

根据所述含水量分布，通过逆向求解栽培介质的非饱和水分运动方程，获取根系吸水速率分布；

根据所述根系吸水速率分布、潜在蒸腾速率和水分胁迫修正系数，确定吸收功能活跃的活性根系的相对根长密度分布。

2.根据权利要求1所述的作物活性根分布的测定方法，所述根据所述根系吸水速率分布、潜在蒸腾速率和水分胁迫修正系数，确定吸收功能活跃的活性根系的相对根长密度分布，包括：

根据所述根系吸水速率分布、所述潜在蒸腾速率、所述水分胁迫修正系数和吸收功能活跃的活性根系的相对根长密度之间的关系，对活性根系的根长密度分布的如下统计模型进行系数拟合：

L_nrd(z_r)＝α(1-z_r)^α-1；

得到相对根长密度模型；其中，z_r为根系的相对下扎深度。

3.根据权利要求2所述的作物活性根分布的测定方法，其特征在于，所述根系吸水速率分布、潜在蒸腾速率、水分胁迫修正系数和相对根长密度之间的关系如下：

其中，β(θ)为水分胁迫修正系数，T_p为潜在蒸腾速率，L_R为最大扎根深度，L_nrd为相对根长密度，S为根系吸水速率。

4.根据权利要求1所述的作物活性根分布的测定方法，其特征在于，所述根据所述根系吸水速率分布、潜在蒸腾速率和水分胁迫修正系数，确定吸收功能活跃的活性根系的相对根长密度分布之前，还包括：

根据潜在蒸散速率和潜在蒸发速率，确定所述潜在蒸腾速率；

其中，所述潜在蒸散速率根据作物系数和作物参考蒸散速率确定。

5.根据权利要求4所述的作物活性根分布的测定方法，其特征在于，所述根据潜在蒸散速率和潜在蒸发速率，确定所述潜在蒸腾速率之前，还包括根据如下公式分布确定潜在蒸散速率和潜在蒸发速率：

ET_p＝K_cET_o；

其中，ET_P为潜在蒸散速率，E_p为潜在蒸发速率，K_c为作物系数；△为饱和水汽压的斜率，G为栽培介质热通量；γ为干湿表常数；e_s为饱和水汽压；e_a为实际水汽压；R_n和T分别为辐射和温度。

6.根据权利要求1所述的作物活性根分布的测定方法，所述根据所述根系吸水速率分布、潜在蒸腾速率和水分胁迫修正系数，确定吸收功能活跃的活性根系的相对根长密度分布之前，还包括根据如下公式确定水分胁迫修正系数：

其中，β(0)为水分胁迫修正系数，θ_0.5为由于水分胁迫作物的实际吸水量降至潜在吸水速率的50％时对应的栽培介质根际含水量，p为优化参数。

7.根据权利要求1所述的作物活性根分布的测定方法，其特征在于，所述根据所述含水量分布，通过逆向求解栽培介质的非饱和水分运动方程，获取根系吸水速率分布，包括根据如下公式进行逆向求解：

h(z，0)＝h₀(z) 0≤z≤L；

h(L，t)＝h_L(t) t＞0；

其中，h为栽培介质水基质势；C(h)为比水容量；K(h)为非饱和水力传导度；S(z，t)为根系吸水速率；h₀(z)为初始时刻的栽培介质水基质势分布；E(t)为土面蒸发强度；L为模拟深度，且L≥L_R，L_R为植物根系最大下扎深度；h_L(t)为不同时刻下边界栽培介质水基质势实测值；z，t分别为空间坐标和时间坐标。