植物根系多光譜監測系統-RootFlur180

一、功能

植物根系多光譜監測系統具有原位掃描加雙目攝像拍攝的功能，通過拍照加掃描的方式獲取根系圖像。同時，該系統具有4種熒光蛋白激發光源，分別是CFP、GFP、RFP，YFP，這4種不同熒光光源實現蛋白的激發。主機獲取根系對應圖像后，通過分析軟件進行根系圖像描繪，得出根系參數值；

二、技術參數

2.1工作方式：植物根系多光譜監測系統以原位360°旋轉掃描方式加1200萬像素雙目顯微拍照的方式獲得植物地下根系圖像；系統供電由5號AA電池和USB數據線通過電腦供電，可更換5號AA電池供電，不換電情況下可連續工作8小時，無需任何其他超過5V的電源供電，主機可直接由筆記本或平板USB 3.0接口驅動控制，無須外接控制箱或電源。同時，該主機系統具有熒光激發光源和濾光片自動切換功能，控制軟件有剩余電量百分比顯示；

2.2相機部件參數：整個主機配套微根管為外徑9cm根管，主機程序能夠控制系統自動切換光源和濾光片，無需手動操作；相機部分獲取一次性非拼接拍照圖像，成像范圍尺寸10cm*8cm，最大分辨率4800DPI，拍照用時1秒；

2.3掃描部件參數：掃描部件為主機360°原位旋轉掃描成像部分，該部分能夠獲取等比例根系圖像。掃描功能下，有100DPI、300DPI、600DPI、1200DPI四種分辨率可選，在1200DPI高分辨率模式下旋轉掃描360度使用時間10秒，旋轉一次性掃描（非拼接）成像范圍尺寸為22cm*28cm；控制軟件可設定掃描圖像傳感器的增益系數來調節圖像明暗；

2.4溫度浸水模塊：溫度浸水模塊為主機自帶功能，該功能能夠通過控制終端界面顯示出來實時溫度數據和浸水報警提示。該模塊能夠探測主機是否發生浸水，如果浸水，系統將自動進行報警提示，同時對主機進行斷電保護。溫度模塊能夠測量微根管內環境溫度，（以上模塊，與主機相兼容）；

2.5光源系統：

掃描成像多光譜光源系統：該系統集成了白光、UV紫外光、紅光、綠光、藍光、黃光、紫光和青光等多種光譜掃描光源。特別為黑土和紅土樣本設計，掃描傳感器旁邊配備了獨立的超亮白光LED陣列照明，亮度范圍為0至7110mcd，支持程序控制調節；

拍照成像多光譜系統光源：與掃描成像多光譜光源系統獨立，支持白光、UV紫外光、紅光、綠光、藍光、黃光以及熒光激發光源的使用。所有光源均可實現完全程序控制切換，無需手動操作，調節精度高達1‰；

2.6熒光激發光源：熒光激發光源用于激發熒光蛋白產生熒光效應。激發光源和濾光片可根據植物類型或試驗需求更換而非固定形式。熒光光源模塊式安裝，方便替換，濾光片輪由程控自動切換無需手動切換；獨立可調熒光激發光源強度，可實現CFP、GFP、RFP、YFP熒光蛋白激發；

2.7延長桿：主機延長桿整體為不銹鋼材質，帶有毫米刻度，采用分段鏈接方式進行組裝。每節延長桿長度25cm，定位孔結合定位卡蓋可便于鎖定深度；

2.8 微根管：微根管外徑為9cm，管口采用硅膠內外雙層密封圈密封，達到100%氣密性；管體整體為非PMMA透明抗摔PC材質，底部含雙層非膠粘密封圈密封；

2.9軟件程控調光：在顯微拍照的視野功能中，軟件無需手動旋鈕即可調節光源，自動記憶設置檔位，確保實驗結果的重復性和一致性；

2.10控制方式：主機系統使用時僅通過USB數據線連接筆記本電腦，從而控制主機系統獲取根系圖像信息，無需連接其他供電電源線或控制箱。控制終端可以是筆記本電腦或平板電腦等，進行主機控制、數據傳輸及數據存儲等工作；

2.11原位根系分析軟件：

2.11.1原位根系分析軟件具備測量多種單根或總根參數的能力，包含加權平均角度、角度標準差、表面積、投影面積、長度、加權平均寬度、寬度標準差等指標；

2.11.2原位根系分析軟件的功能界面支持多語言，并具備放大、縮小、圖像拼接、圖像分析以及旋轉等多樣化功能；

2.11.3軟件能夠打開圖像界面，并對圖像在X和Y方向上的分辨率進行獨立矯正。同時，它還能對圖像進行明暗對比度的增強和銳化處理；

2.11.4軟件能夠一鍵分析根系水平、垂直分布參數，同時生物量界面具有去除土壤背景功能；

2.11.5軟件支持根系的可粘貼復制功能、多節點框選及反選操作，以及拖拽和平移視圖；

2.11.6軟件操作界面支持多文檔功能，允許同時打開多個文檔進行根系時空對比分析；

2.11.7在軟件的拓撲關系功能中，可以利用Pregizer、Topology以及自定義的三種拓撲模式來進行根系關系的分析；

2.11.8軟件具有RHS和UCL兩種色彩模式進行顏色分析；能夠對圖像對象進行顏色信息分析，如通過顏色分析確定根系存活數量，輸出不同顏色標記根系的直徑、長度、投影面積、表面積、體積等參數；

2.11.9信息及屬性編輯功能：屬性編輯功能能夠對導入的圖像進行旋轉、分辨率（DPI）更改、圖像尺寸修改、圖像對比度調整、圖像銳化處理等操作；信息編輯功能能夠對采集圖像的時間、地點、命名、事件記錄、注釋等信息進行編輯管理；

2.11.10盒維數法能夠自動測量根系的分形維數。它能夠分析根瘤菌體積在根系中的占比，客觀地確定根瘤菌的貢獻量。此外，該軟件還具備3D圖形、折線圖、柱狀圖、散點圖、面積圖等多種豐富的數據圖表展示方式；

2.12離體根系分析軟件：

2.12.1根拓撲參數測定：根系拓撲關系中，三種拓撲模式功能下可進行Pregizer、Topology、自定義三種分級模式自由切換；

2.12.2信息編輯功能：離體根系分析軟件圖像分析界面具有編輯采集圖像的事件記錄、注釋、時間、地點、命名等信息管理功能；

2.12.3顏色分析模式：離體分析軟件具有RHS 和UCL兩種彩色模式可選，能夠對圖像對象進行顏色信息分析；軟件能夠對根系維根盒數進行統計，能自動測量油菜果莢的果柄、果身、果喙參數，能自動測量各種粒的芒長；

三、配置

主機 1臺；

原位根系數據分析軟件 1套；

離體根系數據分析軟件1套；

1.5米不銹鋼掃描延長桿 1套，1.5米不銹鋼拍照延長桿 1套；

掃描深度定位卡蓋1個，拍照深度定位卡蓋1個；

電子材料 1份；

控制連接線2根；

儀器箱 1個；

微根管30根；

安裝工具1套；

儀器控制模塊1臺；