一種植物根系生長原位監(jiān)測設備的制造方法
【專利說明】
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技術領域
[0001]本文發(fā)明涉及一種植物根系生長原位監(jiān)測設備。
(二)
【背景技術】
[0002]植物根系具有吸收和輸送養(yǎng)分和水分、合成植物激素和其他有機物質、儲存營養(yǎng)物質以及支撐植物使之固定于土壤中等多方面的作用。它是植物與外界環(huán)境之間進行物質交換的主要器官，因此它與植物營養(yǎng)有著密切的關系。但植物根系的研究比地上部分的研究要困難的多。傳統(tǒng)的根系生長情況查看是破壞性采集分析:從土壤中將植物的根系取出，清洗植物的根須，通過相機或者平板掃描儀獲取圖像，然后再用軟件進行分析。這樣可以單次的了解該植物的根系生長情況，但同時影響了該植物根系正常生長狀態(tài)，不能進行后期的跟蹤分析研究，不利于根系的系統(tǒng)研究。
[0003]在根系圖像分析系統(tǒng)中，目前歐美國家大多采用原位動態(tài)觀測及非破壞性圖像掃描采集裝置和根系分析系統(tǒng)。它的優(yōu)點在于可以在不影響期根系正常生長的狀態(tài)下長期監(jiān)測分析土壤中活體根系的生長動態(tài)。獲取圖像的像素與分辨率高，圖像不失真，儀器便攜。缺點就是價格非常昂貴，一套成品合人民幣幾十萬元，操作軟件比較復雜。不易被國內人學習和操作。
(三)

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種非破壞性的原位監(jiān)測植物根系生長情況的設備。
[0005]一種植物根系生長原位監(jiān)測設備，包括埋入待測植物土壤中的圓柱體透明探管、根系生長監(jiān)測主機、根系圖像分析軟件。其特征在于圖像傳感器可以進行360度的掃描，非破壞性的原位測量；不變形的線性掃描；極便攜、易操作、測量快；可掃描根系不同層次的圖像，合成獲得整體根系的剖面圖；可定點、連續(xù)觀測根系在整個生長季的動態(tài)變化；高速數(shù)據(jù)傳輸，圖形上傳電腦速度快；每次掃描可獲得21cm*19.5cm的高分辨率圖像，一次成像，無需拼接。
[0006]本發(fā)明把只能完成180度掃描的普通掃描儀技術引入到設備中，通過發(fā)明設計的圓周定位滾輪系統(tǒng)，使設備的圖像傳感器完成360度的掃描，以獲取完整的根系圖像:圓周定位滾輪系統(tǒng)是用來帶動“圖像傳感器”進行回轉掃描工作的。具體是由安裝在計算機上的驅動程序來運行主機中的主板單元控制3-3馬達運轉。由3-3馬達帶動3-10—級齒輪，再通過3_11 二級齒輪、3_12 二級輪齒輪、3_13四級齒輪的多級變速機構，最后帶動3_14中心齒圈。而3-14中心齒圈的主軸與3-5轉蓋是通過3-4兩個軸承連接的；與3-8底座是通過3-7M4*10的螺絲固定成一個整體的。由于3-8底座在工作是固定不動的，與3_5轉蓋、3-1齒輪箱結為一體的3-3馬達及多級變速機構只做相對運動了，即沿著3-14中心齒圈做回轉運動，從而帶動“圖像傳感器”工作。
[0007]本發(fā)明的使用方法:
[0008]1.把透明的預埋管埋入到需要測量的位置。
[0009]2.把監(jiān)測設備放入到透明管中，通過USB接口線把設備連接到計算機上，該計算機安裝了相應的圖像分析軟件。
[0010]3.通過計算機的控制使監(jiān)測設備完成360度旋轉掃描根系，然后把圖像傳輸?shù)杰浖龋弥形牡膱D像分析軟件得出植物根系的生長情況?？梢苑治龀龈傞L、根平均直徑、根總面積、根總體積、根尖計數(shù)、分叉計數(shù)、交疊計數(shù)、根直徑等級分布參數(shù)、根尖段長分布等。
【附圖說明】:
圖1為主機結構圖及說明；
圖2為圓周定位滾輪系統(tǒng)結構圖；
圖3為使用示意圖。
【主權項】
1.一種植物根系生長原位監(jiān)測設備，包括埋入待測植物土壤中的圓柱體透明探管、根系生長監(jiān)測主機、根系圖像分析軟件。其特征是，所述的根系生長監(jiān)測主機包含圖像傳感器、圓周定位滾輪系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1的圖像傳感器，其特征在于，可以完成360度的旋轉。
3.根據(jù)權利要求1的圓周定位滾輪系統(tǒng)，其特征在于，利用步進電機的工作帶動圖像傳感器在圓柱體透明管內旋轉。
4.根據(jù)權利要求1的根系生長監(jiān)測是原位的。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種土壤栽培條件下植物根系原位動態(tài)監(jiān)測的裝置，應用于植物根系的生長監(jiān)測。1-4透明探管埋入待測植物的1-9土壤中，1-6根系生長監(jiān)測主機通過1-2延長定位桿放進1-4透明探管中的待測區(qū)域，通過1-5與1-8的兩組分別三個圓周定位滾輪做定位導向，將1-1端蓋套在1-4透明探管上，1-3USB傳輸線連接電腦。通過電腦軟件驅動1-6根系生長監(jiān)測主機中的電路主板來控制控制1-6根系生長監(jiān)測主機的步進電機，使1-6根系生長監(jiān)測主機帶著1-7CIS圖像傳感器進行360度的回轉掃描，獲取圖像后通過專業(yè)根系分析軟件獲取需要植物根系發(fā)育的各種數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^1-2延長定位桿與1-1管蓋的距離調節(jié)實現(xiàn)不同深度的掃描監(jiān)測。本發(fā)明可以實現(xiàn)非破壞性的原位測量；極便攜、易操作、測量快。
【IPC分類】A01G7-00
【公開號】CN104542024
【申請?zhí)枴緾N201310552483
【發(fā)明人】陳健, 謝揚, 汪川
【申請人】上海點將精密儀器有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年11月8日