水稻抗旱性生理指标的数据采集技术规范

水稻抗旱性生理指标的数据采集技术规范范围本文件规定了水稻抗旱性生理指标的数据采集要求，包括数据采集对象、采集方法、采集内容等要求。本文件适用于水稻抗旱性生理指标的数据采集。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB3100—1993国际单位制及其应用GB4404.1粮食作物种子第1部分：禾谷类GB/T30269.2-2013信息技术传感器网络第2部分:术语NY/T5117无公害食品水稻生产技术规程NY/T2863节水抗旱稻抗旱性鉴定技术规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

抗旱稻Droughtresistantrice具有抗旱特性的水稻品种。

抗旱性生理指标Physiologicalindicatorsofdroughtresistance水稻品种抗旱特性的生理指标。

采集点Collectionpoint种植具有抗旱特性水稻的试验桶，也称鉴定位。

传感器网络Sensornetwork利用传感器网络结点及其他网络基础设施，对物理世界进行信息采集并对采集的信息进行传输和处理，并为用户提供服务的网络化信息系统。

智能设备接口系统Intelligentdeviceinterfacesystem具有通信、数据采集，数据处理、协议转换等功能的接口系统。4数据采集系统4.1采集体系采集点分为水稻抗旱性鉴定试验区域和对照区域。采集系统为不同生育时期的水稻的抗旱性的鉴定提供数据支撑。采集系统的总体架构如图1所示。图1采集系统总体架构图4.2基本参数数据采集系统硬件设备的基本参数如表1所示：表1硬件设备基本参数设备参数名称参数传感器水分量程0%~100%温度量程-40℃~+80℃水分精度±2%温度精度±0.5℃ 波特率4800bps响应时间<1s环境监控主机通信接口RS-485从站接口响应时间≤0.2s数据上传间隔200msRS485接口通信距离≥2000m4.3采集点部署根据水稻抗旱性鉴定试验设计，确定采集点数量，采集点之间应保持一定空间距离，以确保数据的独立性。4.4数据格式监测的指标有土壤含水量、土壤温度、叶面温度、光合有效辐射、空气温度、空气湿度、叶绿素含量、叶片相对含水量等，具体信息如表2所示。表2检测指标说明监测指标监测数据说明监测仪器设备或方法监测频率采集时期指标类型计量单位生理指标叶面积指数叶面积仪1次/生育期灌浆期必测叶绿素含量Li-64001次/7天孕穗期SPAD荧光产率MINI-PAM叶绿素荧光仪1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"光化学\t"/item/%E5%8F%B6%E7%BB%BF%E7%B4%A0%E8%8D%A7%E5%85%89%E5%8F%82%E6%95%B0/_blank"量子产量有效光化学\t"/item/%E5%8F%B6%E7%BB%BF%E7%B4%A0%E8%8D%A7%E5%85%89%E5%8F%82%E6%95%B0/_blank"量子产量实际光合效率相对电子传递速率叶面相对含水率SY-S02A叶片水分测定仪1次/生育期%生长环境指标土壤湿度传感器1次/分钟全生育期必测%土壤温度℃光合有效辐射W/m2空气温度℃空气湿度%土壤水碳氮通量通量塔1次/小时温室气体CH4/N2O/NH3排放通量气相色谱+自动采样箱+多气体分析仪1次/10天农艺指标植株高度株高测量仪1次/生育期成熟期必测cm叶长YMJ-A叶面积测量仪cm叶宽cm叶面积cm2分蘖数人工统计1次/7天分蘖期个产量指标有效穗数1次/生育期成熟期必测个穗长卷尺cm穗总粒数谷丰光电数字化考种机个结实率%千粒重g单株产量g地上干物质量电子天平g/pot注1：表2中的计量单位，可参见GB3100-1993国际单位制及其应用4.5传感器安装按照采集点部署将传感器分布在每个鉴定位的水稻根系周围，垂直方向插入土壤表层下方10cm处，检查输电线路是否正常供电，对传感器设备进行信号检测和标定，确保传感器正常采集、传输数据。4.6系统接口本文件定义了5个SRAI（SystemReferenceArchitectureInterface，系统参考体系结构接口），从SRAI-01到SRAI-05，这些接口表示实体之间存在的逻辑关联或物理连接如图2所示。图2系统接口结构系统接口与对应实体对照关系如表3所示。表3接口编号与对应实体对照表接口编号对应实体SRAI-01抗旱水稻传感器网络系统SRAI-02抗旱水稻智能设备接口系统SRAI-03感知控制系统物联网网关SRAI-04物联网网关基础服务系统SRAI-05基础服务系统业务服务系统5数据采集单元5.1传感器模块采用Modbus协议控制设备发送数据帧至采集节点并返回应答帧，实现单次数据的采集。5.2接口模块环境监控主机利用32通道Modbus采集传感器数据，设定上下限、回差、系数，选择指定通道。5.3信号输出模块信号输出模块可以选择不同数据上传接口完成数据传输。6数据采集方法6.1.试验设计随机排列，三次重复，每份材料4行，每行10株，株距16cm、行距24cm。6.1.1胁迫处理水稻抗旱性鉴定采用NY/T2863标准进行胁迫处理。调控土壤水势在-1500kPa至-50kPa范围，确保一致的水分胁迫条件。监测试验区域鉴定位基本情况填报表4。表4试验组水稻基本情况填报表水稻编号鉴定位培育（月/日）第一株抽穗（月/日）第二株抽穗（月/日）干旱胁迫卷叶复水卷叶不恢复6.1.2对照处理在胁迫处理附近设置对照试验，包括正常水分管理的所有参评材料。对照组保持水分正常，且土壤类型、基质与胁迫处理相匹配。监测对照区域鉴定位基本情况填报表5。表5对照组水稻基本情况填报表水稻编号鉴定位第一株抽穗（月/日）第二株抽穗（月/日）6.2数据采集6.2.1手工采集手工采集过程：获取：试验人员利用手工采集设备采集水稻抗旱性生理指标数据；整理：试验人员整理采集到的相关水稻抗旱性生理指标数据后填写数据报表6；录入：将整理后的数据报表通过手动录入方式存储软件系统数据库中。表6水稻抗旱性生理指标填报表水稻编号鉴定位方式叶片含水率分蘖数叶绿素含量株高叶面积干旱胁迫复水鲜重饱水干重手工采集过程见图3。图3水稻抗旱性生理指标手工采集过程6.2.2自动采集自动采集过程：采集：利用安装在抗旱稻周围的采集设备