نظام قياس جذور الظواهر الفسيولوجية هو نوع من أداة عالية الدقة المستخدمة في دينامية ، غير تدميري الملاحظة والتحليل الوظيفي من جذور النباتات . ليس فقط يمكن قياس الخصائص المورفولوجية من الجذور ، ولكن أيضا يمكن رصد الحالة الفسيولوجية من الجذور ، مثل امتصاص الماء ، واستخدام المواد الغذائية ، معدل التنفس ، وهلم جرا . وفيما يلي وصف تفصيلي لطريقة عمل هذا النظام بالنسبة لك :
تكوين النظام
نظام قياس الجذر المظهري يتكون عادة من الأجزاء التالية :
صندوق النمو أو الجذر مراقبة الحاويات
فائدة نموذج فيما يتعلق بالشفافية زراعة وعاء ، وعاء الثقافة المغذيات الحل أو التربة وعاء ، والذي يستخدم لمراقبة نمو الجذور .
مواد شفافة ( مثل الزجاج العضوي ، البولي ) تستخدم عادة في التصوير و الفحص البصري .
التصوير و وحدة الاستشعار
نظام التصوير الضوئي ( 2D أو 3D المسح الضوئي ) يستخدم لالتقاط هيكل الجذر .
متعددة الأطياف أو مضان التصوير المستخدمة في تحليل الحالة الصحية والتغذية امتصاص الجذور .
الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة تحت الحمراء القريبة من التصوير يمكن رصد دينامية نظام الجذر الرطوبة .
وحدة الاستشعار
استشعار الرطوبة : رصد محتوى الماء في التربة أو الثقافة المتوسطة في منطقة الجذر .
المغذيات الاستشعار : الكشف عن تركيز النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم وغيرها من العناصر في الحل .
جهاز استشعار الأوكسجين / ثاني أكسيد الكربون : يقيس نشاط التنفس في الجذور .
pH、 الموصلية الاستشعار : يعكس تأثير نظام الجذر على البيئة .
الحصول على البيانات ونظام التحكم
تستخدم لجمع البيانات من أجهزة الاستشعار ، ومراقبة البيئة المعلمات ( الإضاءة ، درجة الحرارة ، الرطوبة ، تدفق المغذيات ، الخ . )
برامج معالجة البيانات يمكن أن تستخدم في الوقت الحقيقي تحليل اتجاه نمو الجذور ، المورفولوجية والفسيولوجية الفهارس .
ثانياً - أساليب عمل الرصد
ويشمل نظام رصد الظواهر الفسيولوجية للجذور بصفة عامة الخطوات التالية :
1 - إعداد العينات وزراعتها
اختيار المواد النباتية المناسبة : عادة اختيار نمط النباتات ( على سبيل المثال ، أرابيدوبسيس ثاليانا ، الذرة ، الأرز ) مع استقرار معدل النمو وسهلة لمراقبة نظام الجذر .
زراعة و preculture : الثقافة في ثقافة شفافة مربع أو الجذر مراقبة الأخدود لضمان أن الجذر يمكن ملاحظتها بوضوح في مرحلة مبكرة من النمو .
الحل المغذيات أو معالجة التربة : السيطرة على تركيز المغذيات ، والرطوبة ودرجة الحموضة وغيرها من المعالم وفقا لمتطلبات التجربة .
2 - رصد جذور المظهرية
التصوير 2D / 3D :
2D التصوير المستخدمة لمراقبة الهياكل الأساسية مثل الجذر الرئيسي ، الجذر الجانبي ، جذور الشعر ، الخ .
التصوير ثلاثي الأبعاد ( مثل التصوير المقطعي والتصوير بالرنين المغناطيسي ، أو التصوير المقطعي البصري ) يستخدم لالتقاط الجذور المعقدة هيكل الشبكة .
تردد التصوير : رصد مستمر ( ساعة ) أو رصد متقطع ( يوم ) يمكن أن يؤديها حسب الهدف من التجربة .
استخراج البيانات : طول الجذر ، منطقة الجذر ، حجم الجذر ، فرع زاوية الجذر الكثافة تم استخراجها من خلال تحليل الصور البرمجيات .
3 - رصد جذور الظواهر الفسيولوجية
امتصاص الماء : استخدام جهاز استشعار رطوبة التربة أو المغذيات السائلة مقياس الجريان لرصد سرعة امتصاص الماء من الجذور .
امتصاص المواد الغذائية : القدرة على امتصاص الجذر يمكن الحكم عليها من خلال تغيير تركيز أيون في الحل ( مثل التوصيل الكهربائي ، ايون القطب الانتقائي ) .
جذور التنفس : معدل التنفس من الجذور يقاس الأكسجين أو ثاني أكسيد الكربون الاستشعار ، مما يعكس النشاط الأيضي من الجذور .
تنظيم درجة الحموضة و البراز الرصد : الجذر الإفرازات يمكن أن تؤثر على درجة الحموضة المحيطة الحل ، مما يعكس بشكل غير مباشر الأنشطة الفسيولوجية من الجذور .
4 - الرصد الحيوي ومعالجة البيانات
في الوقت الحقيقي جمع : نظام جمع البيانات في الوقت الحقيقي من خلال أجهزة الاستشعار ومعدات التصوير .
تكامل البيانات : الجمع بين البيانات المورفولوجية والفسيولوجية البيانات لبناء نموذج النمو الديناميكي وظيفة الجذر .
تحليل الاتجاه : مقارنة مع مختلف مجموعات العلاج أو نقطة زمنية ، وتحليل المياه ، كفاءة امتصاص المغذيات و التغيرات الهيكلية في نظام الجذر .
عرض مرئي : استخدام الرسوم البيانية أو 3D تقديم عرض ديناميكية النمو و الحالة الفسيولوجية من الجذور .
5 - اعتبارات الرصد
غير تدميري الملاحظة : تجنب كثرة الحركة أو التدخل في نظام الجذر ، ومنع تغيير بيئة النمو يؤدي إلى بيانات الانحراف .
الاستقرار البيئي : جذور الظواهر الفسيولوجية حساسة للضوء ، درجة الحرارة ، الرطوبة ، ونظام يجب أن تبقى ثابتة .
المعايرة والمعايرة : أجهزة الاستشعار يجب معايرة بانتظام لضمان دقة وموثوقية بيانات الرصد .
التكرار و النسخ الاحتياطي للبيانات : رصد كمية كبيرة من البيانات ، ينبغي القيام بعمل جيد في النسخ الاحتياطي التلقائي والتكرار التخزين .
ثالثاً - الحالات التطبيقية
دراسة الإجهاد المائي : رصد نمو جذور التشكل و معدل امتصاص الماء تحت ظروف الجفاف المختلفة .
تحليل كفاءة استخدام المغذيات : تقييم العلاقة بين القدرة الاستيعابية للنتروجين والفوسفور والبوتاسيوم جذور التشكل .
دراسة وراثية المظهري الجذر : اختيار أصناف مقاومة الإجهاد أو امتصاص عالية الكفاءة من خلال رصد تدفق عالية من الجذر المظهري .
وباختصار ، فإن طريقة رصد نظام قياس الجذر الظاهري الفسيولوجية هو مزيج من " التصوير + الاستشعار قياس + تحليل البيانات الديناميكية " . فإنه يمكن الحصول على البيانات في الوقت الحقيقي ، غير مدمرة من جذور التشكل وعلم وظائف الأعضاء ، ودعم نمو النبات ، تربية وفحص وتحليل الاستجابة البيئية .