TRU作为高效的浅层探测方法,具有操作简单灵活、剖面直观、无损性等优点,在检测根系时受到很多外界因素的影响,研究发现,TRU受含水量的影响非常大。本研究以不同含水量介质为研究对象,对TRU在不同含水量介质中的最佳参数组合(系统增益和介电常数)进行研究,以期提高TRU根系检测的准确性。通过人为埋根的方式对不同含水量的三种介质:沙地(含水量3.575%)、农田(含水量29.293%)、荒地(含水量16.03%)中TRU的参数及其分辨率进行研究,主要得到以下研究结果:1.默认介电常数下根系深度检测值误差很大,在土层10、20、30、40、50、60、70、80 cm,TRU在三种介质的检测误差平均值分别为7.29、10.79、15.79、20.20、25.48、30.79、36.35、40.62 cm;经过介电常数校正以后,TRU在沙地中从土层10~80 cm根系检测深度误差都在±1.5 cm以内、在农田中为-1.09~12.43 cm、在荒地中为-1.62~5.37cm。校正介电常数以后,TRU在干燥沙地中检测到的根系位置与埋根深度几乎相同,校正效果非常好;在湿润农田中,900MHz和400MHz天线误差都减小,但效果一般;在荒地中,两种天线都取得了很大的成效,比农田中的检测效果略好,但也不及沙地。2.在干燥沙地中,不同埋深根系的检测结果与介电常数之间的关系非常一致,从土层10~80 cm,TRU所检测到的根系深度都随着介电常数的增大而减小,埋根越深,减小越快;而在含水量较大的农田和荒地中,根系深度与介电常数之间的关系并不一致,在土层40 cm以上,电磁波穿透土层时衰减较少,而在40 cm以下,电磁波穿越土层时衰减较严重,且土层越深,衰减越严重。3.TRU在干燥的沙地中检测效果最好,可检测到直径1.2 cm以上的根系,分辨率较高,剖面图均匀,根系图像非常清晰。在湿润的农田中检测效果最差,只能检测到直径2.6 cm以上的根系,在荒地中的检测结果较沙地略差,但比农田中效果略好。400MHz天线在沙地中的分辨率与900MHz相近,但在农田和荒地中分辨率比900MHz天线略高,TRU在三种介质中的参数经过校正后均可得到较好的结果。4.TRU在默认参数下检测时土层40 cm以上增益过小(最小可达-20 dB),而40 cm以下增益过大(最大可达68 dB),形成的剖面图上层图像颜色太浅无法识别,下层颜色太深、杂波影响太大难以辨别。经过参数校正以后,900MHz天线的增益值GP1、GP2的取值范围都在1~4 dB,GP3、GP4、GP5控制在23~39 dB之间,400MHz天线的GP1、GP2的取值范围在-12~-9 dB,GP3、GP4、GP5控制在16~38 dB之间,剖面图颜色较为均匀,并着重将植物根系突显出来,图像清晰易于分析观察,对进一步研究根系起到了很大的作用。5.在同一深度,根系直径越大,“双曲线”开口越宽;在不同深度,根系越深,“双曲线”图像越模糊。使用900MHz天线检测根系时,水平方向两条根系之间的间隔至少在15 cm以上,垂直方向两条根系之间的距离至少为10 cm以上才能分辨出来;而400MHz天线在检测时,水平方向两条根系之间的间隔20 cm以上,垂直方向两条根系之间的距离至少为15 cm以上,才能分辨出来。