基于图像分析方法的水稻根系形态特征指标的定量分析

• 作者: 曹卫星 朱艳 汤亮 顾东祥
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 水稻 根系形态 定量分析 WinRhizo 图像分析
• 年，卷（期）: 2010,（5）
• 所属期刊栏目: 耕作栽培·生理生化
• 页码范围: 810-817
• 分类号: S5
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.00810

摘要

利用图像分析方法定量研究水稻根系形态特征指标的变化规律.通过实施不同水氮处理和不同品种的水稻桶栽试验,选用WinRhizo(WR)软件的不同模式(LM 和 T200)分析根系图像,分别提取根直径范围0-0.30 mm和0.25～1.80 mm的根系形态数据,并与基于Image-Pro Plus 6.0软件(IP)的根直径和不定根长的测量结果进行比较分析;确定了 3 种水稻品种不同类型根直径的范围:对不同生育时期水稻根长、根体积、根表面积、根系干重和不定根数量等水稻根系形态特征指标变化差异,以及分枝特征进行了分析.结果表明:(1)基于WR软件LM和T200模式下的根直径测量结果与基于IP软件的测量结果之间NRMSE分别为5.44%和10.95%.(2)界定细分枝根直径范围为0.03～0.10mm,扬稻6号(V3)粗分枝根和不定根分别为0.10～0.30mm和0.30～1.65 mm,而日本晴(V1)和武香粳14(V2)分别为0.10～0.25 mm和0.25～1.40 mm,不定根长与IP测量结果进行比较,其NRMSE为10.78%～12.01%.(3)各指标抽穗前增长迅速,之后增长减缓或衰老下降;不同氮肥处理间各指标分蘖至成熟均差异显著,增施氮肥可促进根系生长,明显提高不定根比例:适当控水可促进根系生长,明显提高分枝根比例;品种V3自分蘖期到成熟期各指标均显著高于V1和V2,V1与V2间差异不显著.本研究表明,本方法具有较好的精度和可行性,为推进水稻或其他作物根系的定量研究提供了参考.