一種植物根系生長(zhǎng)原位監(jiān)測(cè)設(shè)備的制造方法
【專利說明】
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技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本文發(fā)明涉及一種植物根系生長(zhǎng)原位監(jiān)測(cè)設(shè)備。
(二)
【背景技術(shù)】
[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(jī)物質(zhì)、儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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(jìn)行物質(zhì)交換的主要器官，因此它與植物營(yíng)養(yǎng)有著密切的關(guān)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(zhǎng)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(jī)或者平板掃描儀獲取圖像，然后再用軟件進(jìn)行分析。這樣可以單次的了解該植物的根系生長(zhǎng)情況，但同時(shí)影響了該植物根系正常生長(zhǎng)狀態(tài)，不能進(jìn)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(guó)家大多采用原位動(dòng)態(tài)觀測(cè)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(diǎn)在于可以在不影響期根系正常生長(zhǎng)的狀態(tài)下長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)分析土壤中活體根系的生長(zhǎng)動(dòng)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(diǎn)就是價(jià)格非常昂貴，一套成品合人民幣幾十萬(wàn)元，操作軟件比較復(fù)雜。不易被國(guó)內(nèi)人學(xué)習(xí)和操作。
(三)

【發(fā)明內(nèi)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(cè)植物根系生長(zhǎng)情況的設(shè)備。
[0005]一種植物根系生長(zhǎng)原位監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括埋入待測(cè)植物土壤中的圓柱體透明探管、根系生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)主機(jī)、根系圖像分析軟件。其特征在于圖像傳感器可以進(jìn)行360度的掃描，非破壞性的原位測(cè)量；不變形的線性掃描；極便攜、易操作、測(cè)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(diǎn)、連續(xù)觀測(cè)根系在整個(gè)生長(zhǎng)季的動(dòng)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(wú)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(shù)引入到設(shè)備中，通過發(fā)明設(shè)計(jì)的圓周定位滾輪系統(tǒng)，使設(shè)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(dòng)“圖像傳感器”進(jìn)行回轉(zhuǎn)掃描工作的。具體是由安裝在計(jì)算機(jī)上的驅(qū)動(dòng)程序來運(yùn)行主機(jī)中的主板單元控制3-3馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。由3-3馬達(dá)帶動(dòng)3-10—級(jí)齒輪，再通過3_11 二級(jí)齒輪、3_12 二級(jí)輪齒輪、3_13四級(jí)齒輪的多級(jí)變速機(jī)構(gòu)，最后帶動(dòng)3_14中心齒圈。而3-14中心齒圈的主軸與3-5轉(zhuǎn)蓋是通過3-4兩個(gè)軸承連接的；與3-8底座是通過3-7M4*10的螺絲固定成一個(gè)整體的。由于3-8底座在工作是固定不動(dòng)的，與3_5轉(zhuǎn)蓋、3-1齒輪箱結(jié)為一體的3-3馬達(dá)及多級(jí)變速機(jī)構(gòu)只做相對(duì)運(yùn)動(dòng)了，即沿著3-14中心齒圈做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)“圖像傳感器”工作。
[0007]本發(fā)明的使用方法:
[0008]1.把透明的預(yù)埋管埋入到需要測(cè)量的位置。
[0009]2.把監(jiān)測(cè)設(shè)備放入到透明管中，通過USB接口線把設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)上，該計(jì)算機(jī)安裝了相應(yīng)的圖像分析軟件。
[0010]3.通過計(jì)算機(jī)的控制使監(jiān)測(cè)設(shè)備完成360度旋轉(zhuǎn)掃描根系，然后把圖像傳輸?shù)杰浖?nèi)，利用中文的圖像分析軟件得出植物根系的生長(zhǎng)情況。可以分析出根總長(zhǎng)、根平均直徑、根總面積、根總體積、根尖計(jì)數(shù)、分叉計(jì)數(shù)、交疊計(jì)數(shù)、根直徑等級(jí)分布參數(shù)、根尖段長(zhǎng)分布等。
【附圖說明】:
圖1為主機(jī)結(jié)構(gòu)圖及說明；
圖2為圓周定位滾輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖3為使用示意圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種植物根系生長(zhǎng)原位監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括埋入待測(cè)植物土壤中的圓柱體透明探管、根系生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)主機(jī)、根系圖像分析軟件。其特征是，所述的根系生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)主機(jī)包含圖像傳感器、圓周定位滾輪系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像傳感器，其特征在于，可以完成360度的旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圓周定位滾輪系統(tǒng)，其特征在于，利用步進(jìn)電機(jī)的工作帶動(dòng)圖像傳感器在圓柱體透明管內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的根系生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的裝置，應(yīng)用于植物根系的生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)。1-4透明探管埋入待測(cè)植物的1-9土壤中，1-6根系生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)主機(jī)通過1-2延長(zhǎng)定位桿放進(jìn)1-4透明探管中的待測(cè)區(qū)域，通過1-5與1-8的兩組分別三個(gè)圓周定位滾輪做定位導(dǎo)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(qū)動(dòng)1-6根系生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)主機(jī)中的電路主板來控制控制1-6根系生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)主機(jī)的步進(jìn)電機(jī)，使1-6根系生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)主機(jī)帶著1-7CIS圖像傳感器進(jìn)行360度的回轉(zhuǎn)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(zhǎng)定位桿與1-1管蓋的距離調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)不同深度的掃描監(jiān)測(cè)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)非破壞性的原位測(cè)量；極便攜、易操作、測(cè)量快。
【IPC分類】A01G7-00
【公開號(hào)】CN104542024
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310552483
【發(fā)明人】陳健, 謝揚(yáng), 汪川
【申請(qǐng)人】上海點(diǎn)將精密儀器有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年11月8日