[发明专利]一种植物根系生长原位监测设备

说明书

(一)技术领域

本文发明涉及一种植物根系生长原位监测设备。 

(二)背景技术

植物根系具有吸收和输送养分和水分、合成植物激素和其他有机物质、储存营养物质以及支撑植物使之固定于土壤中等多方面的作用。它是植物与外界环境之间进行物质交换的主要器官，因此它与植物营养有着密切的关系。但植物根系的研究比地上部分的研究要困难的多。传统的根系生长情况查看是破坏性采集分析：从土壤中将植物的根系取出，清洗植物的根须，通过相机或者平板扫描仪获取图像，然后再用软件进行分析。这样可以单次的了解该植物的根系生长情况，但同时影响了该植物根系正常生长状态，不能进行后期的跟踪分析研究，不利于根系的系统研究。 

在根系图像分析系统中，目前欧美国家大多采用原位动态观测及非破坏性图像扫描采集装置和根系分析系统。它的优点在于可以在不影响期根系正常生长的状态下长期监测分析土壤中活体根系的生长动态。获取图像的像素与分辨率高，图像不失真，仪器便携。缺点就是价格非常昂贵，一套成品合人民币几十万元，操作软件比较复杂。不易被国内人学习和操作。 

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种非破坏性的原位监测植物根系生长情况的设备。 

一种植物根系生长原位监测设备，包括埋入待测植物土壤中的圆柱体透明探管、根系生长监测主机、根系图像分析软件。其特征在于图像传感器可以进行360度的扫描，非破坏性的原位测量；不变形的线性扫描；极便携、易操作、测量快；可扫描根系不同层次的图像，合成获得整体根系的剖面图；可定点、连续观测根系在整个生长季的动态变化；高速数据传输，图形上传电脑速度快；每次扫描可获得21cm*19.5cm的高分辨率图像，一次成像，无需拼接。 

本发明把只能完成180度扫描的普通扫描仪技术引入到设备中，通过发明设计的圆周定位滚轮系统，使设备的图像传感器完成360度的扫描，以获取完整的根系图像：圆周定位滚轮系统是用来带动“图像传感器”进行回转扫描工作的。具体是由安装在计算机上的驱动程序来运行主机中的主板单元控制3-3马达运 转。由3-3马达带动3-10一级齿轮，再通过3-11二级齿轮、3-12三级轮齿轮、3-13四级齿轮的多级变速机构，最后带动3-14中心齿圈。而3-14中心齿圈的主轴与3-5转盖是通过3-4两个轴承连接的；与3-8底座是通过3-7M4*10的螺丝固定成一个整体的。由于3-8底座在工作是固定不动的，与3-5转盖、3-1齿轮箱结为一体的3-3马达及多级变速机构只做相对运动了，即沿着3-14中心齿圈做回转运动，从而带动“图像传感器”工作。 

本发明的使用方法： 

1.把透明的预埋管埋入到需要测量的位置。 

2.把监测设备放入到透明管中，通过USB接口线把设备连接到计算机上，该计算机安装了相应的图像分析软件。 

3.通过计算机的控制使监测设备完成360度旋转扫描根系，然后把图像传输到软件内，利用中文的图像分析软件得出植物根系的生长情况。可以分析出根总长、根平均直径、根总面积、根总体积、根尖计数、分叉计数、交叠计数、根直径等级分布参数、根尖段长分布等。

附图说明：

图1为主机结构图及说明；

图2为圆周定位滚轮系统结构图；

图3为使用示意图。