[发明专利]一种植物根冠一体化监测系统及方法

说明书

本发明实施例提供了植物根冠一体化监测系统及方法，该系统包括：数据采集装置和数据处理控制装置，数据采集装置包括冠层数据采集装置和根系数据采集装置；冠层数据采集装置设置在待监测植物的冠层四周，用于采集待监测植物的冠层数据；根系数据采集装置包括微根管和设置在微根管内部的根系数据采集模块，微根管设置在待监测植物的根系四周，用于采集待监测植物的根系数据；数据处理控制装置将接收到的冠层数据和根系数据进行处理，获取同一时间同一植物的根冠数据集。该方法为该系统的使用方法。本发明实施例提高了植物根冠监测的准确性，实现了植物根冠数据同步采集和根冠监测一体化。

技术领域

本发明实施例涉及农业信息化技术领域，具体涉及一种植物根冠一体化监测系统及方法。

背景技术

作物表型信息连续监测是作物育种与生产管理决策的重要内容。作物根系是作物生长的重要组成部分，但由于田间环境复杂多变，作物形态结构复杂，地下部根系因土壤遮挡监测难度大，作物根冠一体化表型信息的连续监测一直是作物表型信息获取难以解决的问题之一，尤其是作物生长的中后期。

现有技术中，进行植物根冠表型监测的方法主要有以下几种：(1)为实现作物根冠一体化的连续监测，研究者通过水培或透明介质培养的方式栽培作物，可对作物的根系和植株实现连续的数据获取，但这种方法仅适合于作物生长初期，无法反映作物在田间的实际生长情况。(2)植物表型工厂：植物表型数据获取是近年来作物科学研究的热点问题，国内外研究机构和企业研发了多种高通量植物表型数据获取装置，但植物工厂仅能获取可控环境下栽培的作物地上部表型数据，无法实现根系和地上部信息的同步连续获取。(3)田间破坏性取样：为了实现作物根系和地上部结构信息的同步获取，通过破坏性取样的方式对目标植株取样后，分别获取地上部和根系的形态结构数据实现，但这种方法效率低，且不具有连续性。(4)野外型高通量植物表型平台可以高通量对大田中的农作物进行自动表型成像的系统。它可以在长40m、宽10m、高6m的范围内对植物进行表型分析。这种方法主要采集的也是植物在地上冠层的数据，无法实现根冠一体化同步数据采集。

因此，如何提出一种方案，能够提高植物根冠监测的准确性，进一步实现植物根冠数据同步采集，实现植物根冠监测一体化，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种植物根冠一体化监测系统及方法。

一方面，本发明实施例提供了一种植物根冠一体化监测系统，包括：

数据采集装置和数据处理控制装置，其中所述数据采集装置包括冠层数据采集装置和根系数据采集装置；

所述冠层数据采集装置设置在待监测植物的冠层四周，并与所述数据处理控制装置连接，用于在所述数据处理控制装置的控制下采集所述待监测植物的冠层数据，并将所述冠层数据发送至所述数据处理控制装置；

所述根系数据采集装置包括微根管和设置在所述微根管内部的根系数据采集模块，所述微根管设置在所述待监测植物的根系四周，所述根系数据采集模块与所述数据处理控制装置连接，用于将采集到的所述待监测植物的根系数据发送至所述数据处理控制装置；

所述数据处理控制装置将接收到的所述冠层数据和所述根系数据进行处理，获取同一时间同一植物的根冠数据集，实现所述待监测植物的根冠一体化监测。

进一步地，所述数据处理控制装置具体用于控制所述根系数据采集模块在所述微根管中上下移动和转动，以使得所述根系数据采集模块采集所述微根管四周所述待监测植物的根系数据。

进一步地，所述微根管竖直插入所述待监测植物的根系所在的土壤中，且所述微根管的顶部设置有防水帽，相应的所述根系数据采集模块设置在所述微根管的防水帽下方。

进一步地，所述冠层数据采集装置包括支撑装置、传感器箱和滑轨，所述支撑装置设置在所述待监测植物的生长范围内，所述支撑装置的高度高于所述待监测植物的生长高度；