[發明專利]一種田間作物表型五維數據采集車

有效

• 申請號: 202010126921.8
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111272221B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 姜東;傅秀清;吳劼;周國棟;丁艷鋒;毛江美
• 申請（專利權）人: 南京慧瞳作物表型組學研究院有限公司;南京農業大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D11/00;G01D11/30
• 代理公司: 南京北辰聯和知識產權代理有限公司 32350
• 代理人: 衛麟

一種田間作物表型五維數據采集車。本發明通過設置在大田兩側的行走支撐系統實現田間作物表型五維數據采集車沿第一方向的位置調節，以及沿第二方向的高度調節；通過架設在行走支撐系統上的行車框架，調節采集車上集成式移動采樣系統在第三方向上的具體位置；通過集成式移動采樣系統上所設置的兩個方向的轉動軸，相應的調節表型獲取設備采集作物表型數據的角度，由此，在5個維度上實現高通量、高精度和低成本作物表型獲取。本發明用于田間作物，能夠實現對田間氣候艙內外作物生長過程中各器官生長的表型特征和生理參數的持續精確監測，精確跟蹤對比作物整個生命周期內表型特征和生理參數。

技術領域

本發明涉及田間表型獲取技術領域，具體而言涉及一種田間作物表型五維數據采集車。

背景技術

作物表型是由基因與環境相互作用產生的部分或者全部可辨識的物理、生理和生化特征及性狀，包括作物的結構、組成以及生長發育過程，其不僅反映了分子水平上的表達調控，同時反映了植物的生理生化、形態解剖、脅迫抗性等復雜性狀。

作物育種領域中功能基因組學和基因技術的發展是糧食增產的最便捷和有效的手段。表型是作物基因的外部表達，是作物自身基因和外部環境共同作用的結果。因此，探索作物基因型、環境因素和作物表型特征、性狀的之間關系變得尤為重要。

目前，田間作物表型研究主要集中于獲取植物株型信息與生理參數、識別植物與檢測雜草、監測病蟲害以及預測產量等四個方面。

傳統的人工氣候室一般用于作物生長環境的監測和控制，其具備對艙內溫度、濕度、光照度、CO2濃度、土壤含水量等環境因素進行調節控制的功能，可應用于作物的基因改良和新物種培育等試驗。但是，人工氣候室幾乎完全避免了自然環境的影響，其試驗數據相對自然環境中作物生長狀況差別較大。

而自然環境中，目前主要依靠人工觀察和測量作物的外形特征，從而記錄作物基因型、環境因素和作物表型之間的關系。由于現有技術下，需要通過手工測量的方式獲取植物的株型信息，如利用直尺測量株高、葉寬、葉長等，而手工測量方式依賴于個人積累的經驗，難免會帶來測量偏差。

作物表型與基因、環境因素的研究中經常需要觀察對比作物和雜草的根、莖、葉、花和果等特點，從顏色、性狀、味道等方面對作物和雜草進行識別與分類；還需要觀察發現病蟲害，并對病蟲害的程度進行評估；還需要通過目測估計、測數預測和割取預測等各種人工抽樣的估產方式進行產量預測等。上述研究工作往往依賴于人工手動檢測小樣本植物的個別性狀，由于人工測量的效率低，數據量有限，這種人工監測方式其所采集的數據樣本往往具有較大偏差，難以開展植物多種性狀的綜合分析。且這種手工方式所引入的人為因素極易導致測量數據的誤差。

現有作物表型研究中數據樣本所存在的可分析數據樣本規模小、成本高、數據樣本采集費時費力，缺乏規范性且測量精度較低，已成為制約植物基因組功能分析和分子育種發展的瓶頸。

隨著植物基因組學研究和分子育種的快速發展，目前急需一種高通量、高精度和低成本的表型分析裝置，來滿足獲取與植物生長、產量、品質和對生物、非生物脅迫的耐受性等相關表型數據的需求。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種田間作物表型五維數據采集車，本發明通過五維數據采集行車配合分辨率成像裝置，能夠實現對氣候艙艙內、艙外植物生長過程中其器官生長的表型特征和生理參數的變化的連續測量，精確監測田間植物生長周期內表型特征和生理參數。本發明具體采用如下技術方案。

首先，為實現上述目的，提出一種田間作物表型五維數據采集車，其包括：

行走支撐系統，其包括相對設置在大田兩側的至少一對，每一個行走支撐系統均分別包括設置在大田邊緣沿第一方向移動的滑輪，以及設置在滑輪上方沿第二方向伸長或壓縮的液壓支撐桿；