基于CT技术的长期有机肥施用对水稻根系的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

研究意义：水稻是我国主要粮食之一，在粮食生产和国民经济建设中占有十分重要的地位[1]。

水稻根系既是水分和养分吸收的主要器官，又是多种激素、有机酸和氨基酸等物质合成与转化的重要场所，其形态和生理与地上部的生长发育与产量形成有着紧密的联系[2-6]。

可以说，水稻只有良好的根系，其地上部分才有良好的生长状况，才能够有良好的产量[7]。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：1.探索利用ct技术非破坏性地揭示根系三维立体构型的方法；2.探明长期氮磷钾配施和有机无机肥配施对水稻根系生长发育的影响。

研究内容：1.展示水稻根系在土壤中的三维立体构型；2.测定水稻根系的形态指标（根长、直径、表面积、体积）。

3.比较分析两种处理下导致形态指标差异可能存在的原因4.形成结论，撰写研究报告拟解决的关键性问题：供测定根系形态指标的材料为ct图像，非根系本身，需采用具有较高精确度的ct扫描仪进行扫描，并采用vgstudio 2.0软件准确无误地挑选出水稻根系，才能保证结果的可信度。

3. 研究的方法与方案

研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法：本研究设置氮磷钾配施和有机无机肥配施两个处理，在连续30年以上以相同施肥比例种植水稻的地块上进行水稻根系带土取样，将土柱直接放到ct扫描仪上扫描，从扫描结果中准确挑出水稻根系，独立成像，测定不同处理下水稻根系的形态指标（根长、直径、表面积、体积），并作比较分析，以探明长期有机肥施用对水稻根系生长发育的影响，为水稻高产、高效生产提供理论依据。

技术路线：实验方案：试验地设在江西省红壤研究所，土壤类型为第四纪红黏土发育的潴育型水稻土，耕作制为稻-稻-冬闲制，1981年试验开始时耕层土壤 ph 6.9，有机碳 16.3 g/kg，全氮 1.49 g/kg，全磷 0.48 g/kg，全钾 10.39 g/kg，有效磷(nahco3-p) 4.15 mg/kg，速效钾(nh4oac-k) 80.52mg/kg，黏粒(< 0.001="" mm)24.1%。

试验处理分为：npk（氮磷钾配施），npkm（有机无机肥配施）。

4. 研究创新点

本研究的特色之处在于CT技术的大胆尝试。

以往对水稻根系的研究必须先将根系从土壤中洗出，再将根系展布在注水透明容器的水面上进行CT扫描，本研究对水稻根系进行非破坏性取样，带土直接扫描，不仅能够直观展示根系在土壤中最原始的三维立体构型，还能在测定时规避洗根导致的系统误差。

5. 研究计划与进展

2016.3-4 填报毕业实习申请书，课题正式开始2016.5-7 文献阅读与资料整理，完成文献综述一篇2016.7-8 完成取样并送至上海英华检测有限公司扫描2016.8-10通过阅读说明书和操作练习，学习VGStudio 2.0软件使用方法2016.11-12 采用VGStudio 2.0选出CT图像中的水稻根，生成3D图像并测定根系的形态指标2017.1-2 讨论分析导致测定结果存在差异的可能原因，形成结论2017.3-4 撰写研究报告