[发明专利]用于分析植物毒性的自动化系统

说明书

发明领域

本发明涉及用于植物损伤的自动化分析的一种系统。更具体地说，本发明涉及用于自动化系统的一种田用车、一种车辆或者一种车辆的机架移动式附件（tool bar mobile attachment），用于迅速并准确地测量植物损伤或由一种农药或其配方组分引起的植物毒性，并且还涉及选择或排除农药的方法、或基于该自动化系统选择或排除植物选择的方法。

发明背景

农业小块土地研究试验被设计成测量这些地块的处理效果。地块处理采用常用的施药方法，包括例如叶处理、土壤处理、喷淋处理、沟灌处理以及种子处理。当该处理为一种化学药品例如一种农药（如除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂，等等）时，通常进行测量来检测有害植物效应的迹象。虽然在一些情况下，该化学药品增强了该植物并且该测量检测出植物质量的提高。

这些测量需要针对植物毒性或其他植物损伤（如矮化生长、直立不良或相似测量结果）进行大量的、耗时的田间地块的视觉评级。然后使用这些评级来选择对一种感兴趣的农药具有耐受性的植物或用于筛选对植物的农药有效性的测试。这些田间评级是非常耗时且主观的，即使雇佣具有高度专业化技能背景的人员也是如此。每个地块必须对除草剂损伤的多个部分进行评级，并且每个部分都在0-100的尺度上进行视觉评级。由于对评级多个地块所需要的时间间隔以及由于个人的技术水平和个人偏差，在评级上存在着可变性。如果地块植物质量受到与所述处理无关的环境条件（如冰雹、病害、风）的损害，那么该地块的结果是没有用的，因为预期的处理不能被准确测量。现有程序需要在施药之后大约四到三十天进行地块植物毒性的评价。就植物损伤和植物死亡对植物进行计数或视觉评分。记下不符合最低质量标准的地块以便将其从进一步的分析中排除。这些评级的范围将是从早期营养生长阶段到生殖生长阶段。多重评级允许更详细地了解植物对农药损伤的反应，但现有的人工程序是昂贵的、劳动密集的且并不总是精确的。

发明概述

本发明包括用于植物育种计划中用以自动评价植物的植物毒性和/或损伤或死亡的自动化田地扫描系统，更确切地说包括对在植物育种计划中农药处理后的植物中的植物毒性和/或损伤的评价。

本发明包括用于植物选择计划中的一种系统和一种田用车或机架，用来自动评价植物的植物毒性和/或损伤或死亡，更确切地包括，在针对转化株、主导事件或具有渗入的转基因或性状的植物的选择计划中对植物的植物毒性和/或损伤的评价。本发明包括用于植物筛选计划中的一种系统以及自动化田地扫描，用来自动评价植物的植物毒性和/或损伤或死亡，包括在针对植物中的沉默的、可变换的或丢失的性状的检测计划中对植物的植物毒性和/或损伤的评价，在被推定携带这些转基因或性状的植物中这些性状对于异型生物质应用是可检测的。本发明包括用于化学筛选计划中的一种系统以及一种田用车/机架，用来自动评价植物的植物毒性和/或损伤或其缺乏，这些植物是用不同的农药、农药混合物、农药施用速率、农药施用类型、用于农药施用的不同装置或者这些的任何组合进行处理过的。在一些情况下，该处理对植物具有有益效果。本农药筛选方法使用该自动化田地扫描系统通过评价在一个自动化农药筛选计划中的植物的植物毒性和/或损伤来筛选农药。

宽泛地说，本发明包括用来自动评价农业领域中的植物的植物毒性和/或损伤或死亡的一种系统以及一个自动化传感工具。在一个优选的实施方案中，本发明包括用于在农业小块土地研究试验中将植物地块植物毒性的定量过程自动化的一种系统。该系统使用有源辐射测量传感器来测量每行中的冠层光谱反射，表示为NDVI单位（归一化差值植被指数）。植被读数从土壤读数中分离并记录为植被覆盖百分比以及平均NDVI。

该系统使针对植物的植物毒性或损伤的成千上万的实验植物的筛选过程自动化。该系统还使针对成千上万的植物的农药筛选过程自动化，用于检测植物的植物毒性或损伤。典型地，评价植物损伤是一个人工过程，依赖于若干有经验的技术人员做出每小时数百次的评价并将其记录。这种人工系统使用一个数字评分系统，例如从一到九，其中一相当于最适度的损伤而九相当于植物死亡。由多位技术人员在每日基础上对成千上万的地块进行人工评价。这些评价是主观性的，因为每位技术人员具有不同的偏差以及经验量。典型地，一位技术人员每小时可以评价介于500株和1000株之间的植物，或者每小时大约50到100个小研究地块。