一種實時監(jiān)測植物根系生長的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于植物根系監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種實時監(jiān)測植物根系生長的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]植物根系在土壤中進(jìn)行生長的過程中，對其研究相對困難，多為破壞性的將根取出，然后進(jìn)行統(tǒng)計分析，這樣很難進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測。目前也有可以在地下連續(xù)監(jiān)測根系生長的監(jiān)測系統(tǒng)，但是成本較高，且受影響因素較多。目前有X-光掃描根系的方法，但是費(fèi)用較高，且栽培基質(zhì)不是普通的土壤，對栽培基質(zhì)要求高，實驗結(jié)果不具有代表性，費(fèi)時費(fèi)力。還有方法是將根系從土壤中取出后分析，這種方法需要將根取出洗干凈，肯定會破壞植物根系的空間分布情況，使植株無法繼續(xù)進(jìn)行生長，且不能實時的進(jìn)行觀測，破壞性的采集數(shù)據(jù)對實驗的樣本量要求極高。
[0003]因此植物根系研究存在較多問題，一方面是根系要在土壤中進(jìn)行研究，另一方面是根系的研究應(yīng)該是連續(xù)監(jiān)測的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，提供一種實時監(jiān)測植物根系生長的方法及裝置。解決現(xiàn)有技術(shù)中植物根系實時監(jiān)測困難、成本高的問題。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明提供一種實時監(jiān)測植物根系生長的方法，該方法為:將植物培養(yǎng)在透明容器中用以監(jiān)測其根系生長狀況；當(dāng)植物處于正常生長狀況時，所述透明容器壁被黑色液體包圍以模擬植物根系在土壤中的生長環(huán)境；當(dāng)對植物根系生長狀況進(jìn)行監(jiān)測時，將所述透明容器與所述黑色液體分離，利用掃描儀對所述透明容器進(jìn)行掃描，通過掃描獲得的圖像分析植物根系生長狀況。
[0007]具體實施時，可以將黑色液體盛裝在另一容器中，將透明容器放置在黑色液體中對透明容器內(nèi)的植物進(jìn)行培養(yǎng)；當(dāng)需要對植物根系進(jìn)行生長狀況進(jìn)行監(jiān)測時，將透明容器從黑色液體中取出，然后利用掃描儀對所述透明容器進(jìn)行掃描。
[0008]另一種實施方式是:所述透明容器壁采用內(nèi)壁和外壁兩層，且內(nèi)壁和外壁之間為中空結(jié)構(gòu)，所述中空結(jié)構(gòu)用以盛裝所述黑色液體。當(dāng)植物處于正常生長狀況時，所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)裝滿黑色液體；當(dāng)對植物根系生長狀況進(jìn)行監(jiān)測時，黑色液體從所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)移除，利用掃描儀對所述透明容器進(jìn)行掃描。所述中空結(jié)構(gòu)的上部設(shè)置有開口，用以排除空氣。這里可采用虹吸管將黑色液體從所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)移除。
[0009]優(yōu)選地，所述透明容器為玻璃容器。進(jìn)一步優(yōu)選為半球形玻璃容器。
[0010]優(yōu)選地，所述掃描儀的掃描頭為長條狀，圍繞所述透明容器旋轉(zhuǎn)掃描一周，以獲取整個植物外部的根系圖像。
[0011]本發(fā)明還提供一種實時監(jiān)測植物根系生長的裝置，所述裝置包括透明容器、液體儲存箱、連接軟管、掃描儀、數(shù)據(jù)傳輸線、圖像分析設(shè)備；
[0012]所述透明容器為供植物生長發(fā)育的培養(yǎng)容器，該透明容器包括內(nèi)壁和外壁，所述內(nèi)壁和外壁之間為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁和外壁間的頂部設(shè)有開口 ；
[0013]所述液體儲存箱用以存儲黑色液體，并通過所述連接軟管與所述透明容器的中空結(jié)構(gòu)連接，黑色液體能夠通過連接軟管從液體儲存箱進(jìn)入所述透明容器的中空結(jié)構(gòu)，也能夠從所述中空結(jié)構(gòu)進(jìn)入液體儲存箱；
[0014]所述連接軟管兩端連接的透明容器和液體儲存箱能夠通過連接軟管上下位移；
[0015]所述掃描儀設(shè)置于透明容器外側(cè)，用于對透明容器內(nèi)壁的植物根系進(jìn)行掃描，以獲得植物根系的圖像數(shù)據(jù)；
[0016]所述數(shù)據(jù)傳輸線連接所述掃描儀和圖像分析設(shè)備，并將掃描儀獲得的植物根系圖像數(shù)據(jù)傳輸至圖像分析設(shè)備；
[0017]所述圖像分析設(shè)備用于接收掃描儀獲得的植物根系圖像數(shù)據(jù)，并對植物根系圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實現(xiàn)對植物根系生長狀況的實時監(jiān)測。
[0018]優(yōu)選地，所述透明容器為玻璃容器。
[0019]優(yōu)選地，所述掃描儀為圓筒狀，設(shè)置于所述透明容器外圍，掃描儀的掃描頭為長條狀，能夠圍繞透明容器旋轉(zhuǎn)掃描一周，以獲取透明容器內(nèi)整個植物外部根系的圖像。
[0020]優(yōu)選地，所述透明容器內(nèi)壁與黑色液體接觸的一側(cè)采用不沾水材料處理。這樣能夠使得掃描儀對透明容器壁上的根系進(jìn)行掃描時獲得更清晰的圖像。
[0021]優(yōu)選地，所述透明容器內(nèi)的植物在生長培養(yǎng)狀態(tài)時，所述液體存儲箱與透明容器處于同一水平線上，透明容器的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)充滿黑色液體；所述透明容器內(nèi)的植物在根系監(jiān)測狀態(tài)時，所述液體存儲箱在透明容器的下側(cè)，透明容器中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的黑色液體均進(jìn)入液體儲存箱。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0023]1、本發(fā)明提供的實時監(jiān)測植物根系生長的方法中，在透明容器中培養(yǎng)植物，使得與容器壁接觸的植物根系能夠通過透明容器被監(jiān)測到，易于檢測。同時透明容器的外壁被黑色液體包圍，以模擬植物在土壤中的生存環(huán)境。黑色液體通過連接軟管進(jìn)入透明容器內(nèi)外壁之間的中空結(jié)構(gòu)，可以防止陽光照射植物根系，同時黑色液體具有較高的比熱容，冬季可以為植物提供保溫層。在需要對植物根系進(jìn)行監(jiān)測時，又可方便的將黑色液體從透明容器中空結(jié)構(gòu)流出，方便對植物根系進(jìn)行監(jiān)測。能夠?qū)崿F(xiàn)對根系進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。
[0024]2、本發(fā)明設(shè)計的實時監(jiān)測植物根系生長的裝置，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。該裝置能夠方便的對植物根系進(jìn)行實時監(jiān)測。
[0025]3、為獲取數(shù)據(jù)更加科學(xué)，根據(jù)透明容器大小，設(shè)計掃描儀為圓筒狀，內(nèi)部含有長條狀的掃描頭，圓筒狀掃描儀可放置于透明容器外圍，長條狀掃描頭可沿著圓筒壁轉(zhuǎn)一周對透明容器進(jìn)行掃描，掃描后回到初始位置，從而實現(xiàn)對透明容器的全方位掃描，獲取植物根系生長的整體圖像。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明實施例中實時監(jiān)測植物根系生長的裝置在植物培養(yǎng)狀態(tài)時的示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明實施例中實時監(jiān)測植物根系生長的裝置在植物根系監(jiān)測狀態(tài)時的示意圖。
[0028]圖3是本發(fā)明實施例中的圓筒狀掃描儀的示意圖。
[0029]圖4是本發(fā)明實施例中通過掃描圓形玻璃容器獲得的植物根系圖像。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031]參見圖1，該圖為實時監(jiān)測植物根系生長的裝置在植物培養(yǎng)狀態(tài)時的示意圖。如圖1所示，透明容器1和液體儲存箱2