作物根系生长探测系统及探测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103364399A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103364399103364399A(43)申请公布日2013.10.23(21)申请号201310293573.3(22)申请日2013.07.12(71)申请人北京农业信息技术研究中心地址100097北京市海淀区曙光花园中路11号农科大厦A座318b(72)发明人郭新宇温维亮肖伯祥陆声链王传宇(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人王莹(51)Int.Cl.G01N21/84(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称作物根系生长探测系统及探测方法(57)摘要本发明涉及作物生长探测技术领域，具体涉及一种作物根系生长探测系统及探测方法。本发明实施例所提供的作物根系生长探测系统及探测方法，通过利用基于光导纤维的探测头，一方面由于直径很小，可以将探测管道做的更细，从而大幅度减小了对作物根系正常生长的影响；另一方面，由于可以将探测管道设置为弯管或者其他形态，可进行土壤内多点多时段的根系生长与形态监测以及可进行根系生长任意位置的探测，极大的提升了对作物根系生长探测的空间自由度，从而为作物根系原位生长与形态探测提供一种全新的手段。CN103364399ACN103649ACN103364399A权利要求书1/1页1.一种作物根系生长探测系统，其特征在于，包括：延伸入待探测区域土壤内部的透明的探测管道；延伸入所述探测管道的光导纤维，所述光导纤维第一端露出所述探测管道；设置在所述光导纤维第二端的探测头；以及与所述探测头紧邻的光源。2.根据权利要求1所述的作物根系生长探测系统，其特征在于，所述探测管道包括主探测管道以及与所述主探测管道连通的若干支探测管道；所述支探测管道为直管或者弯管。3.根据权利要求2所述的作物根系生长探测系统，其特征在于，所述支探测管道可绕所述主探测管道的轴线旋转。4.根据权利要求3所述的作物根系生长探测系统，其特征在于，所述支探测管道通过连接管道与所述主探测管道连通；所述连接管道与所述主探测管道以及支探测管道之间分别具有45度拐角；所述支探测管道与主探测管道垂直。5.根据权利要求1-4任意一项所述的作物根系生长探测系统，其特征在于，所述探测头为工业用内窥镜，所述工业用内窥镜的镜头为侧视镜头。6.根据权利要求5所述的作物根系生长探测系统，其特征在于，所述光导纤维以及探测头的直径不大于1mm。7.根据权利要求1-4或6任意一项所述的作物根系生长探测系统，其特征在于，还包括：与所述光导纤维的第一端连接的数据采集器；与所述数据采集器连接的显示终端；与所述探测头以及光源连接的供电装置；以及与所述探测头连接的光学适配器，所述光学适配器用于控制探测头的视场、观测方向以及景深。8.一种根据如权利要求1-7任意一项所述的系统实现的作物根系生长探测方法，其特征在于，包括：S1.在待观测区域种植作物之前预先埋设所述探测管道；S2.在需要探测时，将所述光导纤维以及探测头导入所述探测管道进行探测。9.一种根据如权利要求1-7任意一项所述的系统实现的作物根系生长探测方法，其特征在于，包括：S1.在待观测区域作物的根系生长好后，在预定的位置钻出探测孔洞；将所述探测管道导入所述探测孔洞；S2.将所述光导纤维以及探测头导入所述探测管道进行探测。10.根据权利要求8或9所述的作物根系生长探测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：在探测管道的某一位置，探测头从初始朝向角开始以某一方向在探测管道内旋转，完成在该位置各个角度的探测；探测头前进所述探测头的视长距离到下一位置，重复上述步骤完成在该位置各个角度的探测。2CN103364399A说明书1/4页作物根系生长探测系统及探测方法技术领域[0001]本发明涉及作物生长探测技术领域，具体涉及一种作物根系生长探测系统及探测方法。背景技术[0002]根系作为作物与土壤相互作用的纽带，其形态结构特征对其功能的执行具有至关重要的作用。根系生长与构型体现了作物对土壤环境的适应程度，其也是人类认识、分析和评价作物与土壤适应程度的基本方式和最直接的渠道。由于根系是植物不可忽略的重要组成部分，且其相对于植物的地上部而言，根系生长的介质——土壤是不透明的，造成根系的数据不易直接观测得到，故针对作物根系目前大量研究与设备集中于根系的数据获取方法与设备上。[0003]作物根系的数据获取主要分为两大类，一类是破坏性数据获取，如直接挖掘根系法、土块保护挖掘清洗法、平板扫描分析法等；另一类是原位探测方法，典型方法如土壤中安置观察装置法（根箱法、微根管法）、地面穿透雷达法、特殊环境培养法（水培、冷凝胶培养）、CCD（Charge-coup