[發明專利]田間根系槽道式拍照系統

在審

• 申請號: 202010563738.4
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111812922A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 姜東;吳劼;丁艷鋒;周國棟;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: G03B17/56
• 分類號: G03B17/56;G03B15/00;G03B15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種田間根系槽道式拍照系統，包括田間根系模擬坑道、坑道穿梭車，田間根系模擬坑道沿長度方向的兩側嵌設有多個扁平栽培容器，坑道穿梭車在田間根系模擬坑道內沿其長度方向移動對兩側扁平栽培容器的根系拍照成像，田間根系模擬坑道外沿長度方向的兩側均設置拍照裝置，拍照裝置在田間根系模擬坑道外沿扁平栽培容器移動對扁平栽培容器另一側的根系拍照成像。本發明采用田間根系模擬坑道模擬田間，扁平栽培容器內的作物模擬田間作物，采用田間根系模擬坑道內的坑道穿梭車、田間根系模擬坑道外的拍照裝置對大型重量扁平栽培容器內的作物進行清晰全面的作物根系圖像采集，實時多角度、全方位觀測完整的作物根系表型。

技術領域

本發明涉及一種采集系統，尤其涉及一種基于槽道的作物根系表型采集系統。

背景技術

作物表型分為地上部表型和地下部表型兩部分，目前多集中在地上部表型性狀的觀測，由于地下的不可見性導致地下部表型研究相對較少。地下部作物表型通常是指位于地表以下的作物根系部分，是植物重要的營養器官。根系一方面吸收土壤中的水分和其他有機營養物質，另一方面本身也通過分泌有機酸等物質影響和改善植物土壤微生物的環境，促進作物地上部分的生長發育，直接或間接影響了產量。因此，研究根系表型對作物結構和功能性狀具有十分重要的意義。

傳統的根系研究大多數是純手工、破壞性直接采樣，將根系從土壤中取出后洗凈，米尺測量和相機拍攝，獲取根系的長度、直徑及其相關生物量的一些性狀參數，手工取樣法費時費力，樣品易遭到破壞且誤差較大。基于“plant to sensor”根系表型非破壞性間接觀測方法眾多。研究人員將植株放置于大型傳送帶，傳送帶帶動植株移動并進入傳感器進行圖像采集。但是基于傳送帶結合傳感器方法，成本高，占地空間大，不適用于高通量的作物根系表型研究。將CT核磁共振或X射線掃描測定根系，植株置入帶有傳感器暗室拍攝成像獲取表型信息，但是該方法具有一定的輻射，需要較高標準的安全防護，且獲取的根系表型信息有限，圖像分辨率低。通過GROWSCREEN-Rhizo方法對窄根盒進行根系成像，但該方法只能獲取部分碎片化根系表型信息，且窄根盒限制了根系的生長空間，易使成像窗中根系重疊嚴重，獲取的根系圖像損失較多的根系表型信息。

因此，現有的根系表型平臺成本高，占地空間大，獲取的根系圖像信息有限等問題，急需研發一種圖像清晰，無需預處理、自動化和高通量的根系表型采集系統。

發明內容

本發明克服了現有技術中的不足，在于提供一種用于模仿田間根系，并對田間根系進行全面、準確觀測的田間根系槽道式拍照系統。

本發明的具體技術方案如下：

一種田間根系槽道式拍照系統，包括田間根系模擬坑道、坑道穿梭車，田間根系模擬坑道沿長度方向的兩側嵌設有多個扁平栽培容器，坑道穿梭車在田間根系模擬坑道內沿其長度方向移動對兩側扁平栽培容器的根系拍照成像，田間根系模擬坑道外沿長度方向的兩側均設置拍照裝置，拍照裝置在田間根系模擬坑道外沿扁平栽培容器移動對扁平栽培容器另一側的根系拍照成像。

優選的，所述扁平栽培容器包括兩片透明板、間隔條以及遮光板，所述間隔條夾放在兩片透明板之間，間隔條包括兩根垂直間隔條和一根水平間隔條，垂直間隔條位于透明板的兩側，水平間隔條位于透明板的底部，間隔條和透明板組成中空的栽培容器；所述遮光板位于透明板頂部，遮光板中部開設有遮光板槽，遮光板槽的形狀與栽培容器頂部開口處的形狀相同且位置對應，遮光板的面積大于栽培容器頂部面積。

優選的，所述田間根系模擬坑道包括矩形框架，設于矩形框架上的底板和頂板，矩形框架的底部沿其長度方向設有相互平行的軌道，矩形框架沿其長度方向的兩側設有多個嵌入槽，扁平栽培容器可拆卸的設在該嵌入槽內；矩形框架對應于扁平栽培容器底部的位置設有接水盒；沿矩形框架的寬度方向設有全遮光卷簾門。

優選的，所述田間根系模擬坑道沿長度方向的兩側均設有遮光結構，遮光結構設在扁平栽培容器的外側；所述遮光結構包括沿田間根系模擬坑道長度方向延伸的框架，設于框架上的幕簾，所述拍照裝置設在框架內。