[发明专利]考虑多种盐氮水平的向日葵动态根系分布模型的构建方法

权利要求书

1.一种考虑多种盐氮水平的向日葵动态根系分布模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：连续观测生长在多种不同盐分和施氮量水平下的向日葵在生长周期内的吸水细根根系下扎深度的变化情况，得到在不同观测时刻识别到的吸水细根根系下扎深度变化情况的实测值和最大根系深度实测值，对得到的各盐分和施氮水平下的不同观测时刻的最大根系深度实测值进行拟合，建立各种盐分和施氮水平下向日葵最大根系深度z_m在生长过程中随时间变化的关系函数；

S2：将上述步骤中观测获得的多种不同盐分和施氮量水平下的向日葵在生长周期内的吸水细根根系下扎深度变化情况的实测值转换成吸水细根根长密度的实测值，所述吸水细根为直径不大于2mm的根系；对多种盐分和施氮量水平下生长的向日葵在不同生育阶段的吸水细根根长密度分布的实测值进行拟合，根据拟合曲线建立多种不同盐分和施氮量水平下向日葵在不同生育阶段的吸水细根根长密度分布与所研究节点距离土壤表面的深度之间的函数关系，该函数关系为：其中，式中，z为所研究节点距土壤表面的深度(cm)；FRLD(z)为距离土壤表面深度为z处的吸水细根根长密度(cm/cm³)；z_m为最大根系深度(cm)；q、p和z*均为根系分布函数的形状参数，无量纲；

S3：将观测得到的各种盐分和施氮水平下的向日葵在各生长周期内的吸水细根根长密度的实测值、对应的土壤深度值以及步骤S1拟合得到的对应的最大根系深度z_m函数代入到步骤S2中建立的吸水细根根长密度分布函数关系中，以对形状参数q、p和z*分别进行拟合，再建立形状参数q、p和z*与不同盐分、施氮量水平的定量关系，得到形状参数q、p和z*在不同盐分和施氮水平下随时间变化的函数关系，最终得到用于描述不同盐分和施氮量水平下向日葵FRLD在全生育期内不同土壤深度处的动态生长过程的根系分布函数，该根系分布函数为：

式中，FRLD(z,SN,DAS)为在考虑氮素耦合效应的初始盐分胁迫水平SN的土壤中播种后第DAS天的z深度处的吸水细根根长密度(cm/cm³)，q(SN,DAS)为在考虑氮素耦合效应的初始盐分胁迫水平SN的土壤中播种后第DAS天的q参数，p(SN,DAS)为在考虑氮素耦合效应的初始盐分胁迫水平SN的土壤中播种后第DAS天的p参数，z^*(SN,DAS)为在考虑氮素耦合效应的初始盐分胁迫水平SN的土壤中播种后第DAS天的z^*参数。

2.如权利要求1所述的考虑多种盐氮水平的向日葵动态根系分布模型的构建方法，其特征在于，步骤S1中，采用微根管法观测观测到向日葵根系在0-100cm的深度内的根长变化情况。

3.如权利要求2所述的考虑多种盐氮水平的向日葵动态根系分布模型的构建方法，其特征在于，步骤S1中，最大根系深度z_m在生长过程中随时间变化的关系函数为：

式中，DAS为播种后天数，Z_m(DAS)为第DAS天的最大根系深度(cm)；a、b、c为拟合参数，无量纲；100代表只考虑0-100cm土层深度内的向日葵根系。

4.如权利要求1所述的考虑多种盐氮水平的向日葵动态根系分布模型的构建方法，其特征在于，步骤S3中对形状参数q、p和z*分别进行拟合时，根据形状参数q、p和z*曲线呈现的先上升后下降的趋势，将曲线分为上升的第一阶段和下降的第二阶段并找出第一阶段和第二阶段的转折天数TP，采用线性函数、以常数e为底的指数函数或将自然对数与线性函数相结合的方程对形状参数q、p和z*在第一阶段和第二阶段与时间变化的关系分别进行拟合，得到形状参数q、p和z*与时间的函数关系。

5.如权利要求4所述的考虑多种盐氮水平的向日葵动态根系分布模型的构建方法，其特征在于，在建立形状参数q、p和z*与不同盐分、施氮量水平的关系时，将第一阶段和第二阶段的形状参数q、p和z*拟合曲线分别与考虑氮素耦合效应后的初始盐分胁迫水平SN和不考虑氮素耦合效应后的初始盐分胁迫水平进行相关性分析，建立形状参数q、p和z*在不同生长时间的变化与盐分和施氮量的定量关系。