基于三维重构的还田秸秆空间分布测试技术研究

来源：中国农机化学报杂志2025年第12期北京时间：

作者：侯曙光, 高雅, 徐高明, 张晓宇, 陈浩齐, 丁启朔

单位：(1. 江门职业技术学院，广东江门，529090； 2. 农业农村部南京农业机械化研究所，南京市，210014；3. 南京农业大学，南京市，210031)

摘要：还田秸秆在土层中分布的均匀性对耕作层土壤结构、养分分布、作物生长等有着重要的影响，但目前尚缺乏完整且适用的还田秸秆在土壤空间中分布状态的测试与分析技术。为此，利用秸秆三维坐标数字化仪和MATLAB软件平台构建一套基于三维重构的还田秸秆空间分布测试技术。先利用自主设计的秸秆三维坐标数字化仪获取秸秆在土壤空间中分布的坐标数据，再将数据导入MATLAB软件进行三维重构与计算分析，重构出秸秆三维空间分布模型，定量分析秸秆在分层与整体分割下的分布均匀性，并可视化展示秸秆在土壤空间中的聚散状态。以5 cm(T5)、10 cm(T10)、15 cm(T15)和20 cm(T20)四种长度秸秆的旋耕还田处理为例，探究本技术的应用效果。结果表明：该测试技术操作方便，稳定可靠，能够提供毫米级的测试分辨率；在分层和整体分割下，秸秆分布均匀性随秸秆长度增加而变差，T5的变异系数最小，分别为8.2%和68.1%，分布质量好；而T20的变异系数最大，分别为65.1%和96.6%，分布质量差。本测试技术能够准确定量还田秸秆的空间分布均匀性及直观展示秸秆在土壤中的聚散情况，可为还田秸秆分布质量的检测提供参考。

关键词：还田秸秆,空间分布,三维重构,均匀性,可视化

基金资助：2024年广东省普通高校重点科研平台和项目(2024KCXTD066)；国家重点研发计划项目(2022YFD2300304)