全自动高通量植物3D成像系统——Greenhouse Scanalyzer Systems
植物表型和生理研究的强大助手
遗传育种、突变株筛选、表型筛选的工具
小型版
只能自动传送10盆植物，需手动更换花盆大型定制版（温室版）
可自动传送1200盆植物的系统全自动高通量植物3D成像系统——Greenhouse Scanalyzer Systems是一套可以全自动、高通量对大量植株（从幼苗到成熟植株即可）进行成像的系统，可以选择配置可见光（VIS）成像、近红外（NIR）成像、红外（IR）成像、PSII荧光成像、高光谱成像和根系近红外成像中的一种或多种，每个成像模块包括顶部和侧面两个摄像头，结合样品旋转装置，就可以对植株进行3D形态学分析。如果做小植株（15 cm以下），也可选配激光扫描3D成像。每一种成像模块都有单独的成像区域（“暗房”），依次进行成像分析。
3D成像
可选VIS、NIR、IR、根系NIR成像、PSII荧光成像、高光谱成像中的一种或多种，每种成像有独立的摄像区域（“暗房”），每个“暗房”的顶部和侧面各安装一个摄像头（拍摄顶部和侧面成像）。花盆底座有旋转装置，可以360度旋转，这样可以获得植株4个侧面的成像信息。结合顶部成像，可以获得完整的植株3D成像信息。
针对15 cm以下的小植株，可以选择配置激光扫描3D成像，获得详细的三维形态学信息。
自动传送
系统带自动传送装置，所有花盆上都有电子标签，所有拍摄数据根据电子标签归档。可选传送10、105、300、456、1200盘或更多盆的传送装置，花盆和植株的重量可以为5 kg或10 kg，更重需要定制。
自动浇水和称重装置
在温室系统中，可增加自动浇水和称重装置，软件控制对不同编号的花盆采用不同的浇水量，并每日对花盆进行称重。
自动加营养盐装置
在温室系统中，与自动浇水装置结合，可以在浇水的同时补充营养盐。
自动喷淋装置
在温室系统中，根据电子标签由软件控制是否喷洒农药，可用于检测农作物对农药的抗性或敏感性。
自动分选
在温室系统中，只要在传送装置上增加多级T-Junction（丁字路口），就可根据成像结果对大批量的植株进行分选，分选用的阈值参数可以由用户设定，分选级数取决于T-Junction的数目。
服务器存储
由于数据量大，本系统必须用服务器存储数据。
软件分析
软件分析功能强大，可以通过植株的编号（电子标签）调出整个生活史的数据，进行时间动力学分析，对拍摄的照片进行动画演示，对同一植株的时间动力学数据进行图表统计分析，对不同植株的数据进行复杂的统计学分析和图表分析。
远程管理
通过专用远程服务器管理软件，可以在异地对本系统的运转状况进行监测、改变测量程序或分析测量数据。
主要功能
全自动、高通量对植物等小型样品进行可见光成像、近红外成像、根系近红外成像、高光谱成像、红外成像、荧光成像（包括整株GFP成像）和/或激光扫描3D成像（每套系统可选择一种或多种）
通过可见光成像可以测量植物的结构、宽度、密度、对称性、叶长、叶宽、叶面积、叶角度、叶颜色、叶病斑、种子颜色、种子颜色面积等等50多个参数
通过近红外成像可以分析植物的水分分布状态、水力学研究、胁迫生理学研究等
通过根系近红外成像分析植物根系和土柱中的水分分布情况
通过红外成像可以进行植物干旱胁迫研究、蒸腾研究等
通过荧光成像可以分析植物的生理状态
通过高光谱成像可以测量一些特定的物质的量和归化指数
应用领域
植物生理学、农业科学、植物病理学、遗传育种、突变株筛选、植物形态建模、种子生理学、种子病理学、植物胁迫生理学、植物水力学等研究领域。
应用实例
植物颜色分类
植物的颜色是反映植物健康状态的关键指标之一，而人肉眼对颜色的敏感度较低，存在较大的视觉误差。利用Scanalyzer系统可以在拍摄植物可见光照片的基础上，通过软件对获得的颜色信息进行锐化处理，从而使原本肉眼不易区分的颜色差别，显著的区分开来。
植物骨架/结构分析
植物骨架和架构信息，是典型的植物表观信息，是农业信息学的重要研究内容。对于杂交育种而言，Scanalyzer系统有助于快速进行表型筛选，也可用于了解整个生活史以及受到胁迫后的骨架/结构变化。
植物形态学分析
成像后，通过LemnaTec公司专业的软件工程师团队开发的软件，可以对植物进行详细的三维形态学分析。对于所拍摄的每一张图片，都可获得多个形态学参数。
估算生物量
通过顶部成像和多个侧面成像，可以获得植物X、Y、Z三个轴的信息，根据各个方向的叶面积、茎长、茎宽、叶长、颜色等来估算植物的生物量。实验证明这种估算的生物量与实际生物量有很好的线性关系。
利用近红外（NIR）成像分析植株和土壤的水分利用情况
近红外成像可以直观的反映植物不同部位的含水量，通过软件处理加上代表不同含水量的颜色后，可以直观的看出不同处理下植株不同部位的含水量变化。如果植物是生长在专用土柱中，还可以对植物根系和土壤的含水量变化进行定量分析。
注：LemnaTec公司设计的土柱筒，是透明聚丙烯塑料材质，内装自然土壤，高50 cm，直径5、8或10 cm，装土1.5 3.0 5.0 kg，底部有排水孔。培养时土柱外部套上不透明PVC管遮荫，放置苔藓和土壤藻类滋生，测量时将遮光管取下即可。
利用近红外（NIR）成像分析NIR成像分析小麦干燥过程中含水量的变化
本例是小麦在高温处理下，植株含水量的时间动力学变化可以通过NIR成像直观的反映处来，并进行定量分析。
利用红外（IR）成像检测植物温度差异
红外成像，也叫热成像，用于检测植株的温度变化。由于植株温度与植物的蒸腾作用和含水量密切相关，因此红外成像常用于干旱胁迫研究、群体蒸腾等领域。
利用红外成像反映小麦气孔的关闭
照光时气孔开放，叶片进行蒸腾作用。关光4 min后就检测到叶片温度的显著上升，说明气孔开始关闭。Scanalyzer 3D系统可以灵敏的检测气孔状态。
静态根密度分析
Scanalyzer 3D系统可以拍摄生长在土柱中的植物根系可见光照片，软件自动分析土柱表层的根系。由于土柱的运输车下自带程序控制的旋转台，就可以通过软件控制自动顺序旋转90度角来完成4个不同侧面的成像，获得更完善的根系信息。
根系动态生长分析
Scanalyzer 3D系统可以全自动、高通量的拍摄植物根系照片，结合电子标签，就可以对特定编号的植物根系数据进行时间动力学分析。从下图中的结果可以看出，从第35-100天，根生长最快，从表层有大量的根往下生长，从第35-60天，浇水过量，导致底部很多根死亡。
鉴定非转基因植物
喷洒农药后，没有转入抗农药基因的植物，可以通过颜色鉴定出来。
植物个体和群体的形态学应用举例
Scanalyzer 3D成像系统可以获得大量的形态学参数，并且针对不同的材料，可以获得有针对性的参数。下面是几个例子：
植物开花过程的动态监测
由于绝大多数植物的花的颜色与茎叶不同，利用Scanalyzer 3D成像系统的高通量、全自动、带电子标签的特性，就可以自动监测植物是否开花、开花时间、花朵数目、花朵发育阶段、花败时间等信息。
相关知识
移动式激光植物表型平台价格
光谱成像技术应用于植物病害早期检测
农业农村部公示！全国57个建设项目，大批仪器采购计划
易科泰叶绿素荧光成像技术应用于园艺科学研究—花卉与观赏植物
2021年高附加值植物高效生产国际研讨会
花棚温湿度自控系统的设计与实现
花卉种植大棚,Floriculture Greenhouse英语短句,例句大全
植物有害生物监测：从卫星到分子
红外热成像技术在农业中的应用
欢迎光临中科院华南植物园公共实验室
网址: 全自动高通量植物3D成像系统——Greenhouse Scanalyzer Systems https://m.huajiangbk.com/newsview167394.html
| 上一篇: 种植哪些花最健康 |
下一篇: 什么花代表健康 |
