水稻抗旱性生理指標(biāo)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)規(guī)范

水稻抗旱性生理指標(biāo)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了水稻抗旱性生理指標(biāo)的數(shù)據(jù)采集要求，包括數(shù)據(jù)采集對象、采集方法、采集內(nèi)容等要求。本文件適用于水稻抗旱性生理指標(biāo)的數(shù)據(jù)采集。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB3100—1993國際單位制及其應(yīng)用GB4404.1糧食作物種子第1部分：禾谷類GB/T30269.2-2013信息技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)第2部分:術(shù)語NY/T5117無公害食品水稻生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程NY/T2863節(jié)水抗旱稻抗旱性鑒定技術(shù)規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。

抗旱稻Droughtresistantrice具有抗旱特性的水稻品種。

抗旱性生理指標(biāo)Physiologicalindicatorsofdroughtresistance水稻品種抗旱特性的生理指標(biāo)。

采集點Collectionpoint種植具有抗旱特性水稻的試驗桶，也稱鑒定位。

傳感器網(wǎng)絡(luò)Sensornetwork利用傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點及其他網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，對物理世界進行信息采集并對采集的信息進行傳輸和處理，并為用戶提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)。

智能設(shè)備接口系統(tǒng)Intelligentdeviceinterfacesystem具有通信、數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能的接口系統(tǒng)。4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4.1采集體系采集點分為水稻抗旱性鑒定試驗區(qū)域和對照區(qū)域。采集系統(tǒng)為不同生育時期的水稻的抗旱性的鑒定提供數(shù)據(jù)支撐。采集系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示。圖1采集系統(tǒng)總體架構(gòu)圖4.2基本參數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)備的基本參數(shù)如表1所示：表1硬件設(shè)備基本參數(shù)設(shè)備參數(shù)名稱參數(shù)傳感器水分量程0%~100%溫度量程-40℃~+80℃水分精度±2%溫度精度±0.5℃ 波特率4800bps響應(yīng)時間<1s環(huán)境監(jiān)控主機通信接口RS-485從站接口響應(yīng)時間≤0.2s數(shù)據(jù)上傳間隔200msRS485接口通信距離≥2000m4.3采集點部署根據(jù)水稻抗旱性鑒定試驗設(shè)計，確定采集點數(shù)量，采集點之間應(yīng)保持一定空間距離，以確保數(shù)據(jù)的獨立性。4.4數(shù)據(jù)格式監(jiān)測的指標(biāo)有土壤含水量、土壤溫度、葉面溫度、光合有效輻射、空氣溫度、空氣濕度、葉綠素含量、葉片相對含水量等，具體信息如表2所示。表2檢測指標(biāo)說明監(jiān)測指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)說明監(jiān)測儀器設(shè)備或方法監(jiān)測頻率采集時期指標(biāo)類型計量單位生理指標(biāo)葉面積指數(shù)葉面積儀1次/生育期灌漿期必測葉綠素含量Li-64001次/7天孕穗期SPAD熒光產(chǎn)率MINI-PAM葉綠素?zé)晒鈨x1次/天抽穗期最大光合效率最大\t"/item/%E5%8F%B6%E7%BB%BF%E7%B4%A0%E8%8D%A7%E5%85%89%E5%8F%82%E6%95%B0/_blank"光化學(xué)\t"/item/%E5%8F%B6%E7%BB%BF%E7%B4%A0%E8%8D%A7%E5%85%89%E5%8F%82%E6%95%B0/_blank"量子產(chǎn)量有效光化學(xué)\t"/item/%E5%8F%B6%E7%BB%BF%E7%B4%A0%E8%8D%A7%E5%85%89%E5%8F%82%E6%95%B0/_blank"量子產(chǎn)量實際光合效率相對電子傳遞速率葉面相對含水率SY-S02A葉片水分測定儀1次/生育期%生長環(huán)境指標(biāo)土壤濕度傳感器1次/分鐘全生育期必測%土壤溫度℃光合有效輻射W/m2空氣溫度℃空氣濕度%土壤水碳氮通量通量塔1次/小時溫室氣體CH4/N2O/NH3排放通量氣相色譜+自動采樣箱+多氣體分析儀1次/10天農(nóng)藝指標(biāo)植株高度株高測量儀1次/生育期成熟期必測cm葉長YMJ-A葉面積測量儀cm葉寬cm葉面積cm2分蘗數(shù)人工統(tǒng)計1次/7天分蘗期個產(chǎn)量指標(biāo)有效穗數(shù)1次/生育期成熟期必測個穗長卷尺cm穗總粒數(shù)谷豐光電數(shù)字化考種機個結(jié)實率%千粒重g單株產(chǎn)量g地上干物質(zhì)量電子天平g/pot注1：表2中的計量單位，可參見GB3100-1993國際單位制及其應(yīng)用4.5傳感器安裝按照采集點部署將傳感器分布在每個鑒定位的水稻根系周圍，垂直方向插入土壤表層下方10cm處，檢查輸電線路是否正常供電，對傳感器設(shè)備進行信號檢測和標(biāo)定，確保傳感器正常采集、傳輸數(shù)據(jù)。4.6系統(tǒng)接口本文件定義了5個SRAI（SystemReferenceArchitectureInterface，系統(tǒng)參考體系結(jié)構(gòu)接口），從SRAI-01到SRAI-05，這些接口表示實體之間存在的邏輯關(guān)聯(lián)或物理連接如圖2所示。圖2系統(tǒng)接口結(jié)構(gòu)系統(tǒng)接口與對應(yīng)實體對照關(guān)系如表3所示。表3接口編號與對應(yīng)實體對照表接口編號對應(yīng)實體SRAI-01抗旱水稻傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)SRAI-02抗旱水稻智能設(shè)備接口系統(tǒng)SRAI-03感知控制系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)SRAI-04物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)基礎(chǔ)服務(wù)系統(tǒng)SRAI-05基礎(chǔ)服務(wù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)5數(shù)據(jù)采集單元5.1傳感器模塊采用Modbus協(xié)議控制設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)幀至采集節(jié)點并返回應(yīng)答幀，實現(xiàn)單次數(shù)據(jù)的采集。5.2接口模塊環(huán)境監(jiān)控主機利用32通道Modbus采集傳感器數(shù)據(jù)，設(shè)定上下限、回差、系數(shù)，選擇指定通道。5.3信號輸出模塊信號輸出模塊可以選擇不同數(shù)據(jù)上傳接口完成數(shù)據(jù)傳輸。6數(shù)據(jù)采集方法6.1.試驗設(shè)計隨機排列，三次重復(fù)，每份材料4行，每行10株，株距16cm、行距24cm。6.1.1脅迫處理水稻抗旱性鑒定采用NY/T2863標(biāo)準(zhǔn)進行脅迫處理。調(diào)控土壤水勢在-1500kPa至-50kPa范圍，確保一致的水分脅迫條件。監(jiān)測試驗區(qū)域鑒定位基本情況填報表4。表4試驗組水稻基本情況填報表水稻編號鑒定位培育（月/日）第一株抽穗（月/日）第二株抽穗（月/日）干旱脅迫卷葉復(fù)水卷葉不恢復(fù)6.1.2對照處理在脅迫處理附近設(shè)置對照試驗，包括正常水分管理的所有參評材料。對照組保持水分正常，且土壤類型、基質(zhì)與脅迫處理相匹配。監(jiān)測對照區(qū)域鑒定位基本情況填報表5。表5對照組水稻基本情況填報表水稻編號鑒定位第一株抽穗（月/日）第二株抽穗（月/日）6.2數(shù)據(jù)采集6.2.1手工采集手工采集過程：獲?。涸囼炄藛T利用手工采集設(shè)備采集水稻抗旱性生理指標(biāo)數(shù)據(jù)；整理：試驗人員整理采集到的相關(guān)水稻抗旱性生理指標(biāo)數(shù)據(jù)后填寫數(shù)據(jù)報表6；錄入：將整理后的數(shù)據(jù)報表通過手動錄入方式存儲軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。表6水稻抗旱性生理指標(biāo)填報表水稻編號鑒定位方式葉片含水率分蘗數(shù)葉綠素含量株高葉面積干旱脅迫復(fù)水鮮重飽水干重手工采集過程見圖3。圖3水稻抗旱性生理指標(biāo)手工采集過程6.2.2自動采集自動采集過程：采集：利用安裝在抗旱稻周圍的采集設(shè)備