本课题研究是植物生物系统功能建模与仿真的内容之一,属于虚拟作物研究的范畴,国家自然科学基金项目(60971115)旨在探讨土壤压实对各类典型作物的地下组织结构的作用和影响,进一步研究土壤压实与扦插植物根系生长的关系。扦插繁殖的成活关键是扦插的组织(枝插、根插、芽插和叶插等)的生根。扦插植物的生根与土壤的性质相关,其中,由于人为(如农业机械使用)和自然(如降雨)形成的土壤压实就是主要影响因素。因此,研究土壤压实对扦插植物根系生长的影响具有一定的学术价值和生产指导价值。根据扦插植物根系沿垂直插条茎轴向发生及生长特点,本文设计了土壤容重作为土壤压实的衡量指标的网格套圆柱土钵扦插植物栽培实验,观测在不同压实土钵中根系参数,如根系径向生长穿出网格套时间、根系体积和数量等,并将土壤压实作用结合到已有的扦插植物根系动态生长模拟仿真平台中,分析扦插植物在不同压实土壤中生长的根构型参数变化。本研究首先选取有代表性的植物(蔷薇、柳树)进行扦插实验,定性定量分析各组实验获得根系参数,研究土壤压实对扦插植物根系的生长影响。其次,根据扦插植物的根系特征,基于分形理论和根系的拓扑结构,建立根系地下仿真模型。在visual c++的语言开发环境,用direct9.0作为图形库,开发扦插植物地下根系仿真平台。系统输入不同压实程度下根构型参数,可以获得压实下的根系三维图形以及仿真参数,可以测算不同压实下的根系穿出土壤速度,穿出位置,最长根系,根系体积,数量等参数。最后,分析对比了蔷薇、柳树两种典型的园林花卉植物在不同压实下的实验和仿真数据。栽培实验和计算机仿真结果表明：实验与仿真的扦插植物根系体积、生长速度和生根数都随着土壤压实的增大而减小,当土壤容重从1.Og/cm3增大到1.2g/cm3,扦插根系体积减到68.03%,生长速度减少到71.9%,生根数减少到57.4%。因此可知,根系的根尖在压实土壤中的生长会受到根尖底面阻力阻碍,根系将为克服土壤阻力作用而变粗和弯曲,根长减小。土壤压实对扦插植物根系生长的影响显著,土壤压实越大,对扦插植物根系生长的阻碍亦越大。