[发明专利]用于监测植物的生长条件的系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于监测多个植物容器的生长条件的系统和方法。本发明进一步涉及用于跟踪多个植物标本的生长条件的跟踪方法。本发明进一步涉及用于培植植物的方法，用于表型、用于基于表型评分选择最期望的基因型的改进的植物生长的方法，并涉及用于生长植物的胁迫抗性（stress resistance）的快速分析方法。本发明进一步涉及在培植植物过程中非接触电容式湿度传感器的用途，在干旱筛选中非接触电容式湿度传感器的用途，以及用于测量植物容器中的含水量的非接触电容式湿度传感器的用途。本发明进一步涉及用于提供植物标本的种群的方法以及通过该方法生产的植物标本的种群。

这种类型的系统、方法和用途可以应用在农业研究和生产的所有领域中，以及应用在涉及植物或植物标本的化学和/或生物技术的所有领域中。优选地，根据本发明的系统和方法可应用于植物测试的技术领域和植物处理方法的测试中，诸如一个或多个：最佳生长条件的测试和/或评估；植物对特定类型胁迫的抗性测试；特定肥料和/或营养的测试；具有一个或多个期望属性的植物的选择和/或培植；特定处理的效果测试和/或有效性，诸如采用肥料和/或农药的植物或植物标本的处理。然而，本发明的其它应用也是可能的。

背景技术

传统上，在用于各种目的的农业和植物培植技术领域中，最佳生长条件的确定和/或控制已经是成功的农民或培育员的最重要技能之一。然而，在许多情况下即使最有才华和辛勤的耕作也不能防止植物免受多变或不可控的条件，诸如气候变化，生长培养基的属性改变，或其它不可控的外部影响。然而，外部影响中的这些变化在许多情况下对于比较具体的培植结果（诸如比较植物某种处理效果和/或比较不同类型的植物）的可能性是不利的。

由于这些原因，近年来已经开发了许多技术，其允许各种类型的植物生长条件的更精确确定和/或控制。因此，WO2004/068934A2公开了用于培植植物的过程，包括在具有受控的营养供应和给水的受控气候条件环境中，承担均匀特性生长培养基的容器阵列中物种的植物生长。该过程进一步包括在所需环境内的容器位置改变，以确保环境条件下的容器中所有植物至少基本上均匀的暴露。该过程进一步包括通过比较植物的表型特性，对于商业用途选择用于进一步培植的植物的步骤。

同样地，EP1433377A1公开了适用于结合容器使用的设备，在该容器中一种或多种植物生长并且用于接收询问信号并通过发送唯一标识符信号自动响应的设备与其相关联。该装置包括：传送机部件，通过该传送机部件可支持容器用来移动容器；用于发送询问信号的部件；用于记录标识符信号作为数字输出的部件以及计算机部件，将数字输出提供给该计算机部件用于在数据库中以预先描述格式的数据存储，用于操作以承担关于容器的数据比较。

该指定的现有技术文件主要涉及适于提供和/或控制大量植物生长条件的系统。然而，即使在受控环境条件下，生长条件也可从植物到植物以及从容器到容器变化，因为例如水或液体或营养的需求可取决于具体植物。因此，作为一个例子，尽管在相同的环境条件，但每个生长容器中的湿度也可能变化。因此，已经开发出大量的适于确定植物的实际生长条件的分析技术。

除了光学技术之外，已知有用于检测生长条件的其它类型传感器。因此传统的称重技术是已知的。然而用于监测土壤湿度的这类称重技术需要复杂的技术系统，以便将容器放置在称重机器上。随后，容器必须达到平衡以便称重。因此这些系统减缓了高通量筛选的过程。此外，需要将测量到的重量转换成含水量。因此，需要确定土壤的干燥含量和容器的重量，并且其后容器的所有处理必须以不丢失土壤的方式执行。

此外，CN0201349436Y公开了自动花卉浇水控制器，其包括花盆、湿度传感器、控制器和水管，其中湿度传感器嵌入到花盆的土壤中。当土壤中水分含量减少时，湿度传感器发出缺水信号给控制器以便实现花卉浇水。

除了嵌入土壤中的湿度传感器，其它类型的湿度传感器也是已知的。例如WO2010/031773A1公开了植物生长基质含水量的测量设备，以确定用于生长植物材料的基质中含水量值。该设备包括第一电极和第二电极，以及连接到第一电极和第二电极上的控制部件，控制部件包括用于登记在第一电极和第二电极之间的电容的检测部件以及从登记电容推导基质中含水量值的计算部件。

同样地，WO93/13430A1公开了用于植物水合作用状态的非侵入性监测的系统，该系统包括包含多个导电元件的定时电容器，所述导电元件适于安装在植物部分上以感测植物部分的水合作用状态电容。此外，将电容频率转换器电连接到定时电容器上并将电势提供给定时电容器。