[發(fā)明專利]現(xiàn)場植物分析設備、用于跟蹤種植的狀態(tài)或進展的方法以及用于管理植物性處理的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880018382.3
• 申請日: 2008-05-29
• 公開（公告）號: CN101715551A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 尼克拉·莫伊斯;格溫達爾·拉托徹;佐瀾·克洛維可;耶維斯·茍拉斯;讓-露珂·艾拉爾
• 申請（專利權）人: 弗斯-A公司;國家科研中心;巴黎南大
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 余朦;熊傳芳

本發(fā)明涉及通過光激發(fā)和熒光測量對植物進行分析的裝置，該裝 置能夠在無需對植物進行準備的情況下使用。

本發(fā)明還涉及用于評估植物表皮或外皮中化合物含量的裝置。

基于這種裝置的使用，本發(fā)明還涉及用于評估和監(jiān)測農作物的生 長和成熟的方法、以及用于監(jiān)測和控制植物處理的方法。

本發(fā)明應用于在所謂精確農業(yè)范疇內對例如來自植物且更具體地 來自農作物的生物組織進行分析和評估的領域。

當尋求例如隨時間或根據(jù)某地理區(qū)域內農作物的當?shù)靥匦詫r作 物的狀態(tài)和生長進行更精確地管理時，使用精確農業(yè)這一術語。例如， 該術語可以涉及對所獲得產品的質量進行優(yōu)化，或者將處理或供應的 營養(yǎng)限制到必要或有益的范圍。

直到最近，對植物狀態(tài)的精確評估如糖含量的分析或光譜學研究 在實驗室中最經常依賴于對植物的破壞性分析。這樣的方法復雜且不 實際。而且它們無法在現(xiàn)場使用并不允許實時開展。

文獻US2005/0098713提出了通過采用調制和相位檢測進行反射 比測量并利用葉子中的色素、具體是葉綠素或胡蘿卜素對農作物的某 些狀態(tài)進行評估。

該裝置使用并排布置的發(fā)光二極管網和檢測器網，每一個發(fā)出或 接收由準直光學器件收集并準直的光束。

這種反射比測量技術具有某些缺點，例如，對測量表面的狀態(tài)或 清潔度極為敏感。

在C.Belzile等人發(fā)表在SPIE論文集(vol?5271，pp?244-252，2004) 中的、題為“用于農作物評估的操作性熒光系統(tǒng)(An?operational fluorescence?system?for?crop?assessment)”的出版物中公開了另一測量 裝置，該裝置用于通過測量存在于葉子中的葉綠素的熒光來評估馬鈴 薯植株的某些狀態(tài)，如水或熱應力(thermal?stress)。該裝置使用以不 同波長激發(fā)并以不同方式調制的兩個發(fā)光二極管(LED)以47cm +/-7cm的距離通過準直光學器件對葉子進行照射。通過準直光學器件 對熒光進行測量，準直光學器件由位于檢測器與濾光器之間對應于待 測量熒光波長的組件構成，且其信號相對于激發(fā)源被解調。

這種技術并不進行全部有益的測量并具有某些缺點。每一發(fā)射波 長使用由透鏡準直的單一光束所產生的單一源。為了接收所產生的熒 光，檢測器也使用準直光學器件。

在現(xiàn)有技術中一直存在多種缺點，例如，空間需求、調整問題以 及因使用準直光學器件而導致的距離約束。此外，這種源對物體的照 射并非一直均勻且不夠恒定，特別是在物體具有高起伏性例如水果或 蔬菜或草的葉片的情況下。

此外，以確定的波長測量單一的熒光不足以提供某些重要信息， 如農作物生長的某些化合物特征的含量。類似地，僅使用兩個熒光激 發(fā)波長限制了這種裝置的使用，雖然在該裝置中所占體積不顯著但其 特征使得將該裝置安裝在車輛上成為必然。

此外，當測量值能夠在非常寬的范圍內變化時，在選擇相同波長 的情況下可能無法測量該范圍的所有部分。

而且，當所研究的植物中的化學成分隨時間變化時，使用給定波 長可能無法正確地發(fā)揮作用。

能夠具有這樣的裝置也是有益的，這種裝置足夠緊湊從而能夠通 過手動方式使用且足夠經濟而使很多使用者可以獲得。

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的缺點，具體是提供以下改進：

-允許現(xiàn)場的無破壞性和快速測量，

-允許僅從待評估植物的一側進行測量，

-獲得對三維物體的測量的良好均勻性，

-減小或優(yōu)化空間需求，

-改進使用的簡易性和系統(tǒng)的強度，

-改善對可用于測量的距離的范圍的限制，并允許對一種或多種 熒光或非熒光化合物進行測量。

本發(fā)明的另一目的是提高或優(yōu)化隨時間或在完全不同的地理區(qū)域 內監(jiān)測植物的可能性，具體地：

-允許超過直接測量范圍進行一個或多個發(fā)展標準的評估；

-優(yōu)化在含量范圍內的測量連續(xù)性或提高該可測量范圍的寬度；

-優(yōu)化在所測量含量以外的化學成分范圍內的測量連續(xù)性例如根 據(jù)季節(jié)，或提高該可測量范圍的寬度。

為此，本發(fā)明提出了用于通過熒光測量對植物進行非破壞性分析的 設備，該設備包括：

-激發(fā)裝置，以確定的波段發(fā)出激發(fā)光，以在目標區(qū)域的組織中 產生熒光；