專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽培方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于根系生物學(xué)、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、作物栽培學(xué)和植物生理學(xué) 領(lǐng)域，具體涉及一種用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽培方法。
背景技術(shù)：
根系是植物吸收養(yǎng)分和水分的主要器官，只有生長(zhǎng)發(fā)育良好的根
系才能滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)的需要(Barber， 1995; Bailey et al, 2002; Lynch, 2007)。因此，研究植物根系生長(zhǎng)對(duì)了解植物對(duì)養(yǎng)分的需求及其與環(huán) 境的關(guān)系具有十分重要的意義。
目前對(duì)根系的研究已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，但是在自然生長(zhǎng)條件 下，由于土壤介質(zhì)的不透明性和根系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，難以進(jìn)行原位觀 察和測(cè)定(馬新明等，2003; Zhuetal， 2006))。
迄今已有報(bào)導(dǎo)的根系形態(tài)構(gòu)型數(shù)據(jù)大多是破壞性采樣獲得的數(shù) 據(jù)，并非原位數(shù)據(jù)，而且大多根構(gòu)型與養(yǎng)分效率的研究屬于定性研究， 對(duì)于根構(gòu)型與養(yǎng)分效率的定量研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。此外，目前已有的研 究大部分都是某一時(shí)刻的根構(gòu)型數(shù)據(jù)與養(yǎng)分效率的研究，動(dòng)態(tài)的原位 根構(gòu)型數(shù)據(jù)與養(yǎng)分效率的研究則未見(jiàn)技術(shù)報(bào)道。
要完成動(dòng)態(tài)的原位根構(gòu)型數(shù)據(jù)與養(yǎng)分效率的研究的基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn) 植物根系在透明的環(huán)境中自然生長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有根系形態(tài)構(gòu)型觀察和測(cè)定方法的局限性，提供一種用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽培方法，采用本 發(fā)明方法栽培的植物可以在透明的生長(zhǎng)環(huán)境中自然生長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng) 態(tài)的、原位的而非破壞性的根系觀察和測(cè)定。
本發(fā)明在不破壞植物根系及其周?chē)L(zhǎng)環(huán)境的前提下，直接將植 物根系原位生長(zhǎng)狀況進(jìn)行三維可視化，并結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像分析，從而 對(duì)根系的形態(tài)和構(gòu)型進(jìn)行原位觀察和測(cè)定。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是
提供一種用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽培方法，包括以 下步驟
(1) 設(shè)計(jì)透明的栽培容器和生長(zhǎng)介質(zhì)；
(2) 種子滅菌和催芽，出芽后移苗到步驟(1)所述透明的栽培 容器，保持植物根系在所述透明的生長(zhǎng)介質(zhì)中自然生長(zhǎng)。
采用三維激光掃描儀對(duì)根系進(jìn)行掃描，進(jìn)行根系三維構(gòu)型的原位 觀察和圖像捕獲。
上述步驟(1)所述透明的栽培容器優(yōu)選透明的圓柱形容器，容 器設(shè)置有一個(gè)可打開(kāi)的蓋子，蓋子中間設(shè)置一個(gè)貫穿洞。根據(jù)不同的
植物容器大小有所不同，本發(fā)明優(yōu)選采用高20cm、直徑12cm的圓 柱形有機(jī)玻璃容器，貫穿洞優(yōu)選直徑為20mm的圓洞。
上述步驟(1)所述的透明的生長(zhǎng)介質(zhì)為透明培養(yǎng)基。透明培養(yǎng) 基是采用與植物適應(yīng)的相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液+0.15°/"々PhytagelTM 。
所述透明培養(yǎng)基配置步驟如下 (A)將培養(yǎng)基攪拌均勻，并調(diào)節(jié)pH值；有機(jī)玻璃容器采用紫外線滅菌1小時(shí)，備用；
(B) 將培養(yǎng)基在12rC滅菌30分鐘；滅菌結(jié)束盡快(保證培養(yǎng)
基未開(kāi)始凝固)將培養(yǎng)基倒入上述已滅菌的有機(jī)玻璃容器內(nèi)，以上操
作在超凈工作臺(tái)進(jìn)行；
(C) 靜置冷卻待培養(yǎng)基凝固，大概需要4小時(shí)左右；
其中，在培養(yǎng)基快凝固時(shí)，不能挪動(dòng)容器，以防止培養(yǎng)基凝固后
里面產(chǎn)生氣泡。
對(duì)于分層磷處理培養(yǎng)基，需等下層培養(yǎng)基完全凝固后再倒上層培 養(yǎng)基，并確保上層培養(yǎng)基倒入時(shí)的溫度不能太高，但也不能太低以至
于發(fā)生凝固，本發(fā)明優(yōu)選設(shè)定上層培養(yǎng)基倒入時(shí)溫度為5(TC左右，，
以保證下層培養(yǎng)基不會(huì)沒(méi)有融化，上層培養(yǎng)基不會(huì)很快發(fā)生凝固。
上述步驟(3)掃描的方法是從移苗后第1天到第20天每24小 時(shí)利用三維激光掃描儀掃描植株根系一次，掃描范圍為0Q 360Q，旋 轉(zhuǎn)方向的掃描精度為0.18Q，上下移動(dòng)方向的掃描精度為O.lmm。
本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明提供適宜的培養(yǎng)基組成和生長(zhǎng)容器，實(shí)現(xiàn)植物的根系在透 明的生長(zhǎng)環(huán)境中自然生長(zhǎng)，通過(guò)對(duì)植物根系原位生長(zhǎng)狀況進(jìn)行三維可 視化分析，能直接反映根系的三維生長(zhǎng)狀況，不需要破壞性的檢測(cè)， 并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的觀測(cè)。此外，通過(guò)改變培養(yǎng)基所加養(yǎng)分的組分，可以調(diào) 節(jié)生長(zhǎng)介質(zhì)對(duì)植物根系養(yǎng)分的供應(yīng)狀況。因此，運(yùn)用本發(fā)明還可進(jìn)行 生長(zhǎng)介質(zhì)中養(yǎng)分的供應(yīng)狀況與植 根系生長(zhǎng)的關(guān)系等方面的研究。


圖l本發(fā)明透明的栽培容器結(jié)構(gòu)示意圖 圖2播種時(shí)的種胚朝向示意圖 圖3三維激光掃描儀掃描根系方式 圖4傳統(tǒng)的樣條編輯方法模擬結(jié)果
圖5傳統(tǒng)的樣條編輯方法模擬結(jié)果局部放大圖 圖6傳統(tǒng)的樣條編輯方法模擬結(jié)果
圖7大豆發(fā)芽后第18天三維激光掃描獲取的根系三維構(gòu)型圖像 圖8水稻發(fā)芽后第18天三維激光掃描獲取的根系三維構(gòu)型圖像 圖9大豆發(fā)芽后第18天的植物根系三維構(gòu)型模擬結(jié)果 圖10水稻發(fā)芽后第18天的植物根系三維構(gòu)型模擬結(jié)果 圖11 16水稻根系生長(zhǎng)6、 12和18天的形態(tài)構(gòu)型數(shù)據(jù)框圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明改變了現(xiàn) 有技術(shù)破壞性觀察和測(cè)定根系形態(tài)構(gòu)型的觀念，通過(guò)大量長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn) 總結(jié)得到本發(fā)明的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)植物根系動(dòng)態(tài)的原位觀察和測(cè)定。 實(shí)驗(yàn)中的實(shí)施例不能一一贅述，下述實(shí)施例僅用于輔助說(shuō)明本發(fā)明思 路，并不因此將本發(fā)明的范圍限定于大豆和水稻。 實(shí)施例1大豆根系的形態(tài)構(gòu)型的原位觀察和測(cè)定 (1)設(shè)計(jì)透明的栽培容器和生長(zhǎng)介質(zhì)；
如附圖1所示，采用一透明圓柱形有機(jī)玻璃容器l，高20cm， 直徑12cm，設(shè)置有一個(gè)可打開(kāi)的蓋子2，蓋子中間設(shè)一個(gè)直徑為20mm
的貫穿圓洞3;透明培養(yǎng)基為改良的1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液+ 0.15 %的 Phytagel (W/V) +不同磷處理；所述不同磷處理包括無(wú)磷處理或 l.OmM KH2P04處理，參照本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)技術(shù)，pH值調(diào)節(jié)為 5.8，按照常規(guī)技術(shù)采用鹽酸或氫氧化鈉等試劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。
1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液組成為(^M): KN03 2.5xl03， MgS04 *7H20 lxl03, Ca(N03)2 2.5xl03， ZnS04 7H20 0.38， K2S04 0.25xl03， CuS04 '5H20 0.57， Fe-EDTA(Na) 82， H3B03 23.13， MnCl2 '4H20 4.57， (NH4)6Mo7024 4H20 0.09。
如附圖1所示，每個(gè)有機(jī)玻璃容器分別裝15cm高的培養(yǎng)基4， 即約1.7L培養(yǎng)基，以使容器內(nèi)上方留有部分空間5供幼苗早期無(wú)菌 生長(zhǎng)。
培養(yǎng)基配置步驟如下
(A) 用攪拌機(jī)將培養(yǎng)基攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值為5.8; 有機(jī)玻璃容器用紫外線滅菌1小時(shí)備用；
(B) 采用高壓滅菌鍋將培養(yǎng)基在12rC滅菌30分鐘，滅菌結(jié) 束盡快(保證培養(yǎng)基未開(kāi)始凝固)將培養(yǎng)基倒入滅菌的有機(jī)玻璃容器 內(nèi)，以上操作在超凈工作臺(tái)進(jìn)行；
(C) 靜置冷卻待培養(yǎng)基凝固，大概需要4小時(shí)左右。其中， 在培養(yǎng)基快凝固時(shí)，不能挪動(dòng)容器，以防止培養(yǎng)基凝固后里面產(chǎn)生氣 泡。
對(duì)于分層磷處理培養(yǎng)基，需等下層培養(yǎng)基完全凝固后再倒上層 培養(yǎng)基，并確保上層培養(yǎng)基倒入時(shí)的溫度不能太高，但也不能太低以至于上層培養(yǎng)基會(huì)開(kāi)始凝固，本發(fā)明優(yōu)選設(shè)定上層培養(yǎng)基倒入時(shí)溫度 為5(TC左右，以保證下層培養(yǎng)基不會(huì)沒(méi)有融化，上層培養(yǎng)基不會(huì)很 快發(fā)生凝固。
(2)種子滅菌和催芽，出芽后移苗到步驟(1)所述透明的栽培 容器，保持植物根系在所述透明的生長(zhǎng)介質(zhì)中自然生長(zhǎng)；
種子在播種前必須要進(jìn)行滅菌以防止生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生污染。 大豆種子滅菌與催芽的方法是將大豆種子用10%飽和雙氧水浸 泡30分鐘，并不時(shí)搖動(dòng)，再用無(wú)菌水沖洗3 5次，播種到經(jīng)過(guò)高溫 滅菌并含有大豆培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿里萌發(fā)，注意播種時(shí)的種胚朝向如附 圖2所示，使胚根向下生長(zhǎng)，附圖2中6為胚胎(embryo) ， 7為胚 根(radicle)。播種應(yīng)在超凈工作臺(tái)中操作，播入種子后用透氣膠帶 封口。在25'C培養(yǎng)箱里暗培養(yǎng)24小時(shí)左右，出芽后移苗到圓柱形有 機(jī)玻璃容器內(nèi)。
大豆幼苗生長(zhǎng)期間的平均溫度為白天28。C，晚上19'C，相對(duì)濕 度為80%，光照時(shí)間為12小時(shí)。
采用三維激光掃描儀對(duì)根系進(jìn)行掃描，進(jìn)行根系三維構(gòu)型的原位 觀察和圖像捕獲。
根系圖像三維激光掃描從移苗后第1天到第20天每24小時(shí)利 用三維激光掃描儀(Roland LPX-1200， Japan)掃描植株根系一次。
掃描范圍為0° 360Q，旋轉(zhuǎn)方向的掃描精度為0.18Q，上下移動(dòng)方向 的掃描精度為0.1mm。
植物根系三維構(gòu)型原位動(dòng)態(tài)重建及模擬系統(tǒng)由三維激光掃描儀、計(jì)算機(jī)和圖像分析軟件三部分組成。各組份具體功能如下
第一部分，三維激光掃描儀。采用日本產(chǎn)的Roland LPX-1200三 維激光掃描儀，有效掃描范圍為130.0 mm(直徑)x 203.2mm (髙)，在
旋轉(zhuǎn)方向掃描精度最高可達(dá)0.18 在上下移動(dòng)方向精度最高可達(dá) O.lmm。三維激光掃描儀LPX-1200內(nèi)設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)上放 置要掃描的植物，放置時(shí)需要注意使要掃描的物體中心與旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中 心對(duì)齊，掃描時(shí)旋轉(zhuǎn)臺(tái)帶著植物一起旋轉(zhuǎn)，掃描方式見(jiàn)附圖3。三維 激光掃描儀利用精確的非接觸式激光傳感器進(jìn)行掃描，通過(guò)發(fā)射激光 束到要掃描的植物根系表面，由傳感器探測(cè)從物體表面反射的光量來(lái) 測(cè)定物體的坐標(biāo)，速度快、精度高、操作靈活。
第二部分，計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的配置需要Pentium 4以上，內(nèi)存1GB 以上，Windows XP系統(tǒng)，以保證圖像分析系統(tǒng)順利進(jìn)行。
第三部分，圖像分析軟件。包括圖像采集、重建和模擬，利用三 維激光掃描儀結(jié)合三維激光掃描儀系統(tǒng)的Dr.PICZA3軟件采集植物 根系三維構(gòu)型圖像，采集時(shí)間隨掃描植株根系的大小和掃描精度的不 同而不同。根系越大、精度越高，采集的時(shí)間就越大，本領(lǐng)域技術(shù)人 員根據(jù)具體需要確定。 一般發(fā)芽后6天的大豆根系釆用掃描精度在旋 轉(zhuǎn)方向?yàn)?.180，在上下移動(dòng)方向精度為0.1mm時(shí)，圖像掃描時(shí)間需 要60分鐘左右。發(fā)芽后12天的大豆根系采用以上相同的精度掃描時(shí) 需要90分鐘左右。按照本發(fā)明方法對(duì)大豆發(fā)芽后第18天三維激光掃 描獲取的根系三維構(gòu)型圖像見(jiàn)附圖7。 由于三維激光掃描儀獲得的數(shù)據(jù)是在三維空間中無(wú)規(guī)則、隨機(jī)分布的。其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量龐大、噪聲點(diǎn)多、數(shù)據(jù)密集、數(shù)據(jù)點(diǎn)散亂分布 (因此稱(chēng)為"點(diǎn)云"數(shù)據(jù))，表面存在一些"沙洞"。若采用傳統(tǒng)的 樣條編輯方法模擬，模擬結(jié)果不是很理想，見(jiàn)附圖4 6所示，不適 合直接用于后續(xù)曲面重構(gòu)，附圖4三維激光掃描儀獲取的離散點(diǎn)； 附圖5中植物根系存在的"沙洞"，附圖6表示利用傳統(tǒng)樣條編輯方
法模擬得到的結(jié)果。本發(fā)明利用基于廣義Hough變換原理的算法對(duì)
獲得的圖像進(jìn)行重建。根據(jù)根系的線狀特征和天然的連續(xù)緩變特征，
由各根的中軸線即骨架來(lái)刻畫(huà)根系構(gòu)型特征，并利用多節(jié)點(diǎn)B樣條
曲線插值，進(jìn)行植物根系曲面擬合。按照本發(fā)明方法對(duì)大豆發(fā)芽后第
18天的植物根系三維構(gòu)型獲得的模擬結(jié)果見(jiàn)附圖9所示。 實(shí)施例2水稻根系的形態(tài)構(gòu)型的原位觀察和測(cè)定 (1)設(shè)計(jì)透明的栽培容器和生長(zhǎng)介質(zhì)；
采用一透明圓柱形有機(jī)玻璃容器，高20cm，直徑12cm，設(shè)置 有一個(gè)可打開(kāi)的蓋子，蓋子中間設(shè)一個(gè)直徑為20mm的貫穿圓洞；
水稻培養(yǎng)基為Yoshida等在1976年改良的水稻營(yíng)養(yǎng)液+0.15 X的PhytageP4 (W/V) +不同磷處理，所述不同磷處理包括無(wú)磷處 理或l.OmM KH2P04處理，參照本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)技術(shù)，pH值調(diào) 節(jié)為5.7，按照常規(guī)技術(shù)采用鹽酸或氫氧化鈉等試劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。
Yoshida 1976改良的水稻營(yíng)養(yǎng)液組成為(pM) : H3B03 19, Ca(N03)2 4H20 1000， NH4 N03 429， (NH4)6Mo7024 4H20 0.52, MnS04'HzO 9.1， CuS04'51120 0.16, ZnS04'7H20 0.15, K2S04 513, MgS04 7H20 1667, Fe-EDTA(Na) 36 。每個(gè)有機(jī)玻璃容器分別裝15cm高的培養(yǎng)基，即約1.7L培養(yǎng)基，
以使容器內(nèi)上方留有部分空間供幼苗早期無(wú)菌生長(zhǎng)，培養(yǎng)基配置步驟 同實(shí)施例1。
(2)種子滅菌與催芽
水稻種子用10%雙氧水浸泡60分鐘，并不時(shí)搖動(dòng)，再用無(wú)菌 水沖洗3 5次；然后再用70%酒精浸泡10分鐘，用無(wú)菌水沖洗3 5次。浸于無(wú)菌水中，放置在28"C培養(yǎng)箱里暗培養(yǎng)48小時(shí)左右出芽 后移苗。
水稻幼苗生長(zhǎng)期間的平均溫度為白天28t:，晚上19。C，相對(duì)濕 度為80%，光照時(shí)間為12小時(shí)。
(3)根系圖像三維激光掃描從移苗后第1天到第20天每24 小時(shí)利用三維激光掃描儀(Roland LPX-1200， Japan)掃描植株根系 一次。掃描范圍為(f 36(A旋轉(zhuǎn)方向的掃描精度為0.18Q，上下移 動(dòng)方向的掃描精度為O.lmm。植物根系三維構(gòu)型原位動(dòng)態(tài)重建及模擬 系統(tǒng)由三維激光掃描儀、計(jì)算機(jī)和圖像分析軟件三部分組成。各組份 具體功能如下-.
第一部分，三維激光掃描儀。采用日本產(chǎn)的Roland LPX-1200三 維激光掃描儀，有效掃描范圍為130.0 mm(直徑)x 203.2mm(高)，在
旋轉(zhuǎn)方向掃描精度最高可達(dá)0.18^在上下移動(dòng)方向精度最高可達(dá) O.lmm。三維激光掃描儀LPX-1200內(nèi)設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的，旋轉(zhuǎn)臺(tái)上 放置要掃描的植物，放置時(shí)需要注意使要掃描的物體中心與旋轉(zhuǎn)臺(tái)的 中心對(duì)齊，掃描時(shí)旋轉(zhuǎn)臺(tái)帶著植物一起旋轉(zhuǎn)，掃描方式見(jiàn)附圖3。三維激光掃描儀利用精確的非接觸式激光傳感器進(jìn)行掃描，通過(guò)發(fā)射激 光束到要掃描的植物根系表面，由傳感器探測(cè)從物體表面反射的光量 來(lái)測(cè)定物體的坐標(biāo)。三維激光掃描儀的特點(diǎn)是速度快、精度高、操作 靈活。
第二部分，計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的配置需要Pentium 4以上，內(nèi)存1GB 以上，Windows XP系統(tǒng)，以保證圖像分析系統(tǒng)順利進(jìn)行。
第三部分，圖像分析軟件。包括圖像采集、重建和模擬，利用三 維激光掃描儀結(jié)合三維激光掃描儀系統(tǒng)的Dr.PICZA3軟件(Roland LPX-1200, Japan)采集植物根系三維構(gòu)型圖像，采集時(shí)間隨掃描植 株根系的大小和掃描精度的不同而不同。根系越大、精度越高，采集 的時(shí)間就越大。 一般發(fā)芽后6天的水稻根系采用掃描精度在旋轉(zhuǎn)方向 為0.18Q，在上下移動(dòng)方向精度為0.1mm時(shí)，圖像掃描時(shí)間需要40 分鐘左右。發(fā)芽后12天的水稻根系采用以上相同的精度掃描時(shí)需要 90分鐘左右。按照本發(fā)明方法對(duì)水稻發(fā)芽后第18天三維激光掃描獲 取的根系三維構(gòu)型圖像見(jiàn)附圖8。
由于三維激光掃描儀獲得的數(shù)據(jù)是在三維空間中無(wú)規(guī)則、隨機(jī)分 布的。其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量龐大、噪聲點(diǎn)多、數(shù)據(jù)密集、數(shù)據(jù)點(diǎn)散亂分布 (因此稱(chēng)為"點(diǎn)云"數(shù)據(jù))，表面存在一些"沙洞"。若采用傳統(tǒng)的樣 條編輯方法模擬，模擬結(jié)果不是很理想，見(jiàn)附圖4 6所示，不適合 直接用于后續(xù)曲面重構(gòu)，附圖4三維激光掃描儀獲取的離散點(diǎn)；附 圖5中植物根系存在的"沙洞"，附圖6表示利用傳統(tǒng)樣條編輯方法 模擬得到的結(jié)果。本發(fā)明利用基于廣義Hough變換原理的算法對(duì)獲得的圖像進(jìn)行重建。根據(jù)根系的線狀特征和天然的連續(xù)緩變特征，由 各根的中軸線即骨架來(lái)刻畫(huà)根系構(gòu)型特征，并利用多節(jié)點(diǎn)B樣條曲 線插值，進(jìn)行植物根系曲面擬合，按照本發(fā)明方法對(duì)水稻發(fā)芽后第 18天的植物根系三維構(gòu)型獲得的模擬結(jié)果見(jiàn)附圖10所示。
采用本發(fā)明方法得到的水稻根系生長(zhǎng)6、 12和18天的形態(tài)構(gòu)型 數(shù)據(jù)框圖見(jiàn)附圖11 16。圖中每個(gè)柱子所代表的數(shù)據(jù)為4個(gè)重復(fù)的 平均值及其標(biāo)準(zhǔn)差，每個(gè)柱子上字母不相同表示差異顯著(<0.05)， 字母相同則表示差異不顯著。
權(quán)利要求
1、一種用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽培方法，其特征在于包括以下步驟(1)設(shè)計(jì)透明的栽培容器和生長(zhǎng)介質(zhì)；(2)種子滅菌和催芽，出芽后移苗到步驟(1)所述透明的栽培容器，保持植物根系在所述透明的生長(zhǎng)介質(zhì)中自然生長(zhǎng)，用于三維激光掃描儀對(duì)根系掃描和觀測(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽 培方法，其特征在于步驟(1)所述透明的栽培容器為圓柱形有機(jī)玻 璃容器，容器設(shè)置有一個(gè)可打開(kāi)的蓋子，蓋子中間設(shè)置一個(gè)貫穿洞。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽培方法，其特征在于所述圓柱形有機(jī)玻璃容器高為20cm、直徑為 12cm;貫穿洞直徑為20mm的圓洞。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽 培方法，其特征在于步驟(1)所述透明的生長(zhǎng)介質(zhì)為透明培養(yǎng)基， 透明培養(yǎng)基是與植物適應(yīng)的相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液與0.15%PhytagelTM的混合 物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽 培方法，其特征在于所述相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液為改良的1/2Hoagland營(yíng)養(yǎng)液， 組成為(liM): KNO32.5xl03， MgS04 '7H20 "103， Ca(N03)2 2.5xl03， ZnS04 7H20 0.38 ， K2S04 0.25><103 ， CuS04 5H20 0.57 ， Fe-EDTA(Na)82， H3B03 23.13 ， MnCl2 4H20 4.57， (NH4)6Mo7024 4H20(0.09。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽 培方法，其特征在于所述相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液組成為(pM) : H3B03 19， Ca(N03)2 4H2O1000， NH4 N03429， (NH4)6Mo7024 4H20 0.52， MnS04 *H209.1， CuS04 *5H20 0.16, ZnS04'711200.15， K2S04513， MgS04 7H20 1667， Fe陽(yáng)EDTA(Na) 36。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽培方法，其特征在于所述透明培養(yǎng)基配置步驟如下(A) 將培養(yǎng)基攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值； 有機(jī)玻璃容器采用紫外線滅菌1小時(shí)，備用；(B) 將培養(yǎng)基在12rC滅菌30分鐘；滅菌結(jié)束后倒入上述已滅 菌的有機(jī)玻璃容器內(nèi)；(C) 培養(yǎng)基靜置冷卻，凝固。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于根系原位動(dòng)態(tài)觀察和測(cè)定的植物栽培方法，包括設(shè)計(jì)透明的栽培容器和生長(zhǎng)介質(zhì)、種子滅菌和催芽、出芽后移苗所述透明的栽培容器，保持植物根系在所述透明的生長(zhǎng)介質(zhì)中自然生長(zhǎng)等步驟，以便于采用三維激光掃描儀對(duì)根系進(jìn)行掃描，進(jìn)行根系三維構(gòu)型的原位觀察和圖像捕獲。本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)適宜的透明生長(zhǎng)環(huán)境，保證植物根系在透明的生長(zhǎng)環(huán)境中自然生長(zhǎng)，便于后續(xù)的對(duì)植物根系原位生長(zhǎng)狀況進(jìn)行三維可視化分析，直接反映根系的三維生長(zhǎng)狀況。
文檔編號(hào)A01G7/00GK101663968SQ20091019245
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者嚴(yán)小龍, 紅 廖, 方素琴 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)