[发明专利]一种在线诊断并分级作物病害的叶绿素荧光成像系统及方法

权利要求书

1.一种在线诊断并分级作物病害的叶绿素荧光成像系统，其特征在于，包括：暗适应单元、叶绿素荧光成像单元和自动传送单元；

所述暗适应单元由暗适应室构成，所述叶绿素荧光成像单元由叶绿素荧光成像室构成，所述自动传送单元由贯穿暗适应室和叶绿素荧光成像室的传送带系统和机械手构成，暗适应室用于为作物提供叶绿素荧光测量前的暗适应环境，与叶绿素荧光成像室直接相连，两端分别设有黑色密闭感应门，作物从暗适应单元到达叶绿素荧光成像单元的过程由传送带系统完成。

2.如权利要求1所述的在线诊断并分级作物病害的叶绿素荧光成像系统，其特征在于，暗适应室直接设置在一段与叶绿素荧光成像系统相连的传送带上，全程处于黑暗条件下，作物从暗适应室到达成像室的时间可根据测量时间的长短进行相应调节，暗适应室与成像室相连通。

3.如权利要求1所述的在线诊断并分级作物病害的叶绿素荧光成像系统，其特征在于，叶绿素荧光成像单元采用模块化结构，包括两对LEDs光源板、CCD镜头、支架、控制单元，还可装配光源板置于成像室顶部。

4.如权利要求3所述的在线诊断并分级作物病害的叶绿素荧光成像系统，其特征在于，两对LEDs光源板可提供测量光、光化学光和饱和光闪，根据需求能够激发不同的光源组合，以及UV紫外光源可激发多波段的荧光成像分析，两对LED光源板的角度和高度均可根据植株进行调节。

5.如权利要求1所述的在线诊断并分级作物病害的叶绿素荧光成像系统，其特征在于，CCD镜头与传感器均安装在成像室的顶部且与计算机直接相连，实时采集并分析数据。

6.一种在线诊断并分级作物病害的叶绿素荧光成像方法，基于权利要求1-5任一项所述的叶绿素荧光成像系统实现，其特征在于，包括以下步骤：

1)作物经传送带系统依次到达与叶绿素荧光成像室相连的暗适应室中，从进入暗适应室起，至检测完毕，全程处于黑暗条件下，作物在进入叶绿素荧光成像室前需暗适应处理后，进入叶绿素荧光成像室，同时又有一盆作物进入暗适应室，依次循环，将暗适应处理流水化；

2)作物到达叶绿素荧光成像室后，载物平台将作物平行运送到测量中心位置，载物平台上的圆台还可根据植株高度对植株进行升降及旋转操作，直至达到合适的测量位置；

3)叶绿素荧光成像室对植株进行实时检测，设置实验程序实现自动循环测量，首先对结束暗适应的作物照射测量光，获得暗适应最小荧光F₀，随后对作物持续照射饱和光闪，获得获得暗适应最大荧光Fm，最后照射光化光来获得Kautsky诱导效应最大荧光Fp，所有成像数据自动存入计算机并进行在线的数据分析，提取作物的光化学量子效率Fv/Fm、光化学淬灭系数qP和非光化学淬灭系数qN参数对作物病害进行分级；

4)重复步骤1)～步骤3)，即可实现利用叶绿素荧光成像技术对作物病害的在线诊断与分级。

7.如权利要求6所述的在线诊断并分级作物病害的叶绿素荧光成像方法，其特征在于，感病作物的PSII受到影响，Fv/Fm、qP和qN均低于正常作物，通过提取作物叶绿素荧光成像的Fv/Fm、qP和qN等参数能够直接诊断作物病害并对作物的感病程度进行分级。