RhizoTron®根系表型高光譜成像分析系統(tǒng)可對生長于RhizoBox根盒(帶根窗)的作物根系進(jìn)行高光譜成像分析和UV激發(fā)生物熒光成像分析(選配),可選配Thermo-RGB成像分析及冠層表型成像分析。系統(tǒng)由主機(jī)系統(tǒng)和光譜成像系統(tǒng)組成:主機(jī)系統(tǒng)包括系統(tǒng)平臺(tái)(主機(jī)箱)、控制單元、樣品托、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器等組成;光譜成像系統(tǒng)由光譜成像單元(包括成像傳感器、光源、云臺(tái)等)和自動(dòng)掃描軸組成。其主要技術(shù)特點(diǎn)如下:
1) 基于RhizoTron®根窗技術(shù)的高光譜成像分析技術(shù),可選配不同規(guī)格尺寸RhizoBox根系觀測培養(yǎng)根盒,或自己制作培養(yǎng)根盒;可選配多通道智能LED培養(yǎng)臺(tái)
2) 標(biāo)配為60度傾斜自動(dòng)掃描成像,同時(shí)對RhizoBox根系和幼苗進(jìn)行高光譜成像分析和RGB成像分析,可選配其它角度如45度、70度和90度(垂直掃描成像)
3) 可對根系進(jìn)行UV-MCF紫外光激發(fā)生物熒光高光譜成像,以研究分析根系活動(dòng)及根系與土壤互作關(guān)系、熒光假單胞菌等Avraham Alony and Raphael Linker, 2013);或選配根系Thermo-RGB成像分析
4) 可選配頂部冠層RGB成像分析、紅外熱成像分析、高光譜成像分析、葉綠素?zé)晒獬上穹治觯蛇x配適于正常培養(yǎng)盆的樣品托)
5) 可選配iPOT數(shù)字化植物培養(yǎng)盆或RhizoBox根系培養(yǎng)盒,持續(xù)監(jiān)測土壤水分溫度、重量、植物生長、光合效率、PI(performance Index)、莖流等生理生態(tài)指標(biāo),可自動(dòng)采集土壤滲漏水并進(jìn)行土壤營養(yǎng)鹽分析
6) 模塊式結(jié)構(gòu),具備強(qiáng)大的系統(tǒng)擴(kuò)展功能,系統(tǒng)平臺(tái)自動(dòng)萬向腳輪,方便移動(dòng)
7) 可遠(yuǎn)程控制(選配)、自動(dòng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)等功能
自左至右依次為:RhizoTron®根系高光譜成像分析系統(tǒng)、系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖(包括側(cè)面傾斜自動(dòng)掃描成像平臺(tái)、RhizoBox、頂部成像傳感器等)、棉花根系RGB成像、棉花根系高光譜成像分析(900-1700nm)
技術(shù)指標(biāo):
1) 控制單元為嵌入式操作系統(tǒng),10英寸全中文觸控屏,方便系統(tǒng)調(diào)試、試運(yùn)行等
2) 觸控屏+PC端全中文GUI軟件雙重控制,用戶可通過PC端全中文GUI軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控相機(jī)及平臺(tái)
3) 支持組合命令:可設(shè)置10條命令,實(shí)現(xiàn)無人值守工作
4) 串口通信和TCP/IP協(xié)議,實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的通信控制和遠(yuǎn)程通信協(xié)議
5) 內(nèi)置高清監(jiān)視鏡頭、溫濕度及光照傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測主機(jī)箱體內(nèi)部狀態(tài)及環(huán)境參量
6) 標(biāo)配自動(dòng)掃描軸60度傾斜,可防止傾斜根系培養(yǎng)盒的土壤擾動(dòng)影響
7) 自動(dòng)掃描軸推掃速度與精度:1-40mm/s可調(diào),移動(dòng)精度1mm
8) 有效掃描范圍:標(biāo)配100cm
9) 樣品托:標(biāo)配RhizoBox根盒40cm寬(寬度可調(diào),40cm為標(biāo)配寬度)、高度可達(dá)100cm,可選配其它規(guī)格
10) 樣品托盤適配于單個(gè)大培養(yǎng)盆或多個(gè)小培養(yǎng)盆,可根據(jù)客戶需求定制
11) VNIR高光譜成像:
a) 波段范圍:400-1000nm
b) 波段數(shù):448通道
c) 光譜分辨率:FWHM 5.5nm
d) 空間像素:1024
e) 信噪比400:1
12) SWIR近紅外高光譜成像:
a) 波段范圍:900-1700nm
b) 波段數(shù):224通道
c) 光譜分辨率:FWHM 8nm
d) 空間像素:640
e) 信噪比:1000:1
13) SpectrAPP®高光譜成像分析軟件:可進(jìn)行光譜融合、ROI選區(qū)分析、光譜分析、頻率直方圖、自動(dòng)識(shí)別不同波段峰值,可分析NDVI、PRI、CRI、ARI、PSRI、NPQI、EVI、HI、WBI等近百種光譜指數(shù),可根據(jù)需求定制添加光譜指數(shù)
14) 標(biāo)配RGB彩色成像:分辨率2448×2048像素,CMOS 2/3“傳感器,幀頻74fps,信噪比40dB,2×2像元融合(binning),配備專業(yè)植物根系分析軟件
15) Thermo-RGB成像(選配):
a) Thermo-RGB融合分析技術(shù),包括Thermo-RGB融合分析軟件
b) 紅外熱成像分辨率:640×512像素,超分辨率模式可達(dá)1266×1010像素
c) 測量溫度范圍:-25°C-150°C
d) 靈敏度:0.05°C(50mK)@30°C,可選配0.03°C靈敏度
e) 光譜范圍:7.5-13.5μm
f) 傳感器:非制冷紅外焦平面感應(yīng)器,已多點(diǎn)校準(zhǔn)(具校準(zhǔn)證書)
g) 16Mpx RGB成像,1/2.8”CMOS傳感器
h) 可分析根系深度、根系寬度、凸包面積、總長、根系面積(相對生物量)等根系表型數(shù)據(jù)
i) 紅外熱成像分析軟件具備調(diào)色板(自然、彩虹、灰度、梯度等顏色組合)、差值技術(shù)、溫度范圍設(shè)置(以改變顏色分布或突出選擇范圍等)、等溫線模式、選區(qū)分析(點(diǎn)、線、多邊形等)、溫度掃描(顯示所選線的溫度分布曲線等)、剖面溫度、時(shí)間圖等;可顯示圖片信息;具備報(bào)告模式等;可進(jìn)行控制設(shè)置
16) 多通道智能LED培養(yǎng)臺(tái),RGBW四通道智能調(diào)整LED光源,0-99%可調(diào),可模擬晝夜節(jié)律、不同光配方等,光強(qiáng)300微摩爾/平米.秒
17) 葉綠素?zé)晒獬上駟卧ㄟx配):
a) 專業(yè)高靈敏度葉綠素?zé)晒獬上?/span>CCD,幀頻50fps,分辨率720×560像素,像素大小8.6×8.3µm
b) 光化學(xué)光1000µmol.m-2. s-1可調(diào),飽和脈沖3900µmol.m-2. s-1
c) 可自動(dòng)運(yùn)行Fv/Fm、Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)、熒光淬滅分析、光響應(yīng)曲線等protocols
d) 50多個(gè)葉綠素?zé)晒庾詣?dòng)測量分析參數(shù),包括:Fv/Fm、Fv’/Fm’、Y(II)、NPQ、qN、qP、Rfd、ETR等,自動(dòng)形成葉綠素?zé)晒鈪?shù)圖
e) 自動(dòng)同步顯示葉綠素?zé)晒鈪?shù)及參數(shù)圖、葉綠素?zé)晒鈩?dòng)態(tài)曲線、葉綠素?zé)晒鈪?shù)頻率直方圖
18) 系統(tǒng)平臺(tái)規(guī)格:標(biāo)配約145cm×60cm×160cm(長×寬×高)、重量約50kg
左圖為頂部冠層高光譜成像(NDVI),右圖為根系成像提?。?/span>EcoTech®實(shí)驗(yàn)室提供