[发明专利]一种甘蔗根系构型的原位观测装置及其分析方法

说明书

本发明公开了一种甘蔗根系构型的原位观测装置及其分析方法，观测装置包括，育苗装置，育苗装置包括：培养容器；以及固定机构，固定机构包括育苗板、育苗管和根系分隔层；根系分隔层包括支架和若干个分层网，若干个分层网自下至上间隔地设置于支架上；图像采集装置，用于获取甘蔗根系的图像信息；以及图像分析处理设备，能够根据图像信息构建甘蔗根系的三维构型图。其分析方法为：(1)制作育苗装置；(2)培育甘蔗幼苗；(3)制作图像采集装置，并采集甘蔗根系的图像信息；(4)采用图像分析处理设备根据图像信息构建甘蔗根系的三维构型图。本发明的观测装置能够对整个根系进行完整观测和数据采集，可避免损伤甘蔗根系，实现原位观测。

技术领域

本发明涉及根系构型观测与特征分析的技术领域，特别涉及一种甘蔗根系构型的原位观测装置及其分析方法。

背景技术

植物根系具有固着支持、吸收、输导、贮藏、合成及分泌等功能，植物根系分为须根系和直根系。根系形态构型是指根系在土壤中的空间分布，与植物养分吸收有着密切联系。根系形态构型研究主要包括两个方面：一是根系形态，用根的数量、总根长、根表面积、根分枝数等参数来表征；二是根系构型，指直根系或须根系在生长介质中的三维空间造型与分布特征，用根冠比、根系空间体积、根夹角、根系深度、根系宽度等参数来表征。

目前国内外学者对根系形态和构型特征进行了大量研究。钉板法、纵剖面壁法和微根管法可以直观地检测和观察部分根系，但不能对整个根系进行完整观测和数据采集，同时对根系破坏大，存在较大的局限性。培养袋法、纸培法、砂培法和琼脂培养法可模拟根系在土壤中的生长状况，能直观地获取一些根系形态构型指标，但这些方法只适合于用种子繁殖且根系较小的植物，且不适合长时期培养观测。甘蔗使用蔗茎进行无性繁殖，其根系属须根系，分为种根和苗根两种，数量巨多、侧根发达、根系庞大，目前尚无相关培养和观测装置和方法可以无损原位观测、分析和重构甘蔗三维根系构型。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甘蔗根系构型的原位观测装置及其分析方法，从而克服现有的观测装置不能对整个根系进行完整观测和数据采集，采集数据时会损坏根系的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种甘蔗根系构型的原位观测装置，包括：育苗装置，其用于培养甘蔗根系，该育苗装置包括：培养容器，其顶部开口，该培养装置用于盛放培养液；以及固定机构，其以能够拆卸的方式安装于所述培养容器内，所述固定机构包括育苗板、育苗管和根系分隔层，所述育苗板设置于所述培养容器的顶部开口处，所述育苗管安装于所述育苗板上，并向所述培养容器内延伸；所述根系分隔层安装于所述育苗板上且位于所述育苗管的下方，其中，所述根系分隔层包括支架和若干个分层网，所述支架的上端与所述育苗板连接，若干个所述分层网自下至上间隔地设置于所述支架上；图像采集装置，其能够采集所述固定机构上的所述甘蔗根系的多个角度的图像，用于获取多个不同角度的所述甘蔗根系的图像信息；以及图像分析处理设备，其用于分析和处理所述图像信息，根据所述图像信息构建所述甘蔗根系的三维构型图。

优选地，上述技术方案中，所述图像采集装置包括：固定框架，其呈长方体结构，该固定框架围成一能够容纳所述根系分隔层的腔体，且该固定框架的左侧面设置有一黑色幕布；转盘，其以能够转动的方式安装于所述固定框架的顶部，且该转盘开设有一供所述根系分隔层穿过的第一通孔；标尺盘，其安装于所述转盘上，该标尺盘上也开设有一供所述根系分隔层穿过的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔上下对应设置，且该标尺盘上绕着其圆心分为24等份，所述育苗板能够搭靠在该标尺盘上；以及摄像机，其架设于所述固定框架的右方且与所述黑色幕布左右相对设置，用于拍摄所述固定框架内的所述甘蔗根系的图像。

优选地，上述技术方案中，所述幕布上设置有标尺，所述标尺的长度沿上下方向分布。