[发明专利]基于延时摄影技术定量分析根系植物生长特征的方法

说明书

本发明提供一种基于延时摄影技术定量分析根系植物生长特征的方法，包括如下步骤：培育种子让其发芽；将种子放入根箱中让种子生长，种子的根部处于黑暗环境中；利用照相机延时拍摄种子的根部生长状态；将延时拍摄得到的照片进行处理分析。采用本发明的方法能够观察到根系的一个非常完整的动态生长过程，并且成像质量高，便于后期的分析和数据整合，操作方便。相对于传统的根系扫描测量根系生长方法，利用摄影技术进行根箱中植物根系的间隔拍摄，不但避免了根系在采集过程中的损失，也可以在根系保持活态下进行持续长时间的观测，克服了只能做静态分析的局限性，为根系研究提供了一种新的途径。

技术领域

本发明属于植物根系研究技术领域，具体涉及一种利用延时摄影技术分析植物根系生长特征的方法。

背景技术

植物根系是作物为适应陆地生活而发育形成的器官，主要具备以下功能：吸收传输水分和无机盐、矿物质；固定和支持植物体；营养贮存及内源激素的合成；同时植物根系周围还存在着大量的根系微生物，它们与根系相互作用、相互促进，还能分泌抗生素，抑制病原微生物的繁殖，促进根系的生长。

影响植物根系生长的因素很多，如温度、水分、肥料和土壤肥力等，但现有研究只能证明这些因素确实对根系生长有影响，具体过程仍不明确。根系的生长是一个动态过程，若只用某一时刻根系的长度、面积、体积等来研究植物对环境的响应，说服力不足。

植物根系的研究要求植物根系的完整性，还应保持研究对象在土壤中的原始状态而不发生形变，而且采样工作应快速、明确。其次，根系研究工作中另一关键是较快地对根系参数进行准确测定。为了探究植物根系在土壤中分布情况与生长情况，几十年来，人们研究出了各种根系的测定方法，包括田间直接取样法和直接观察法等。

田间直接取样法包括挖掘法、剖面法、整段标本法等方法。其主要思想是从土壤中直接挖掘出用于研究的根系，进而测定其参数。田间直接取样法因具有直观、简单易行的特点被广泛使用。此方法的缺点是挖掘出的植物根系易受机械损伤；清洗过程中细小的根容易脱落、断裂，大大降低了测量的准确性。在实际测量中往往需要对大量的根系进行测量分析，需要耗费大量的人力物力和时间，且无法对植物根系的动态生长进行实时监测。

直接观察法主要分为分根移位法和微根窗观测法。分根移位法是在保证植物地上部分稳定生长的前提下，将不同节位根与其它分离并引到其它土壤中种植，从而观测整体植物与分离出的局部根之间的形态关系，该方法适用于1-30天幼苗期的根系观察。这种方法能够分时地观测局部根系的生长状况，获取准确的生长信息。

微根窗方法是由Bates于1937年首次提出，微根窗法利用埋设在土壤中的透明玻璃管，通过摄像头对植物根系生长状况进行连续性扫描，将图像数据保存下来以作后续的分析研究。微根窗技术可以在多个时间内定点直接观测植物根系，这种根系测量方法能够在尽可能小的影响植物根系生长过程的前提下对根系生长变化过程进行动态监测。但是，采用微根窗法不易于实施，且实施费用较高。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

根据上述出现的问题中的一个或多个，本发明的目的是要在保证根系完整性的情况下，对根系的生长进行观测并分析。

为了实现以上目的，本发明提供一种基于延时摄影技术定量分析根系植物生长特征的方法，包括如下步骤：

培育种子让其发芽；

将种子放入根箱中让种子生长，种子的根部处于黑暗环境中；

利用照相机延时拍摄种子的根部生长状态；

将延时拍摄得到的照片进行处理分析。