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根系是植物的重要組成部分，植物吸收土壤中的水分與養分全依賴根系，所以根系的研究對于植物各學科來說都至關重要，根系是陸地生態系統“隱藏的一半”，而且是動態生長的，對其進行準確取樣、觀察和測定存在一定困難。所以，根系研究方法的選擇，相對于對地上部分而言對研究結果具有較大的影響。丹麥Videometer公司開發的根系多光譜原位監測系統是一款先進的根系多光譜測量系統，整體性能指標處于先進水準，已經在丹麥歌本哈根大學使用并取得了成績。

廣大科研工作者為了研究根系，應用了很多方法，從傳統的挖掘法、根鉆法、玻璃壁法、容器法等等，到現代的根窗法、微根管法等等，取得了很多科研成果。隨著科技的發展，越來越多的現代高精尖技術應用到根系研究中來，多光譜成像技術就是其中一種，它集光譜和圖像為一體，含有海量的光譜信息和空間信息，這些信息體現了植物各種器官、組織的諸多表型特性，該技術圖譜合一的特性使其在根系表型方面具有較大潛力。

植物根系多光譜成像系統利用多光譜成像以及圖譜融合分析原理，利用微根管，無損的地對植物根系以及土壤等進行原位在線掃描，測量過程不影響根生長，能持續的監測根系系統生長、發育過程，結合根系分析軟件，可對植物根、菌根等進行研究，例如測量根系長、空間分布、測量根發育以及生長狀態、測量根系與土壤、微生物互作、根系表型研究、苗木培養、作物生長模型研究、根系病理研究、根系生態研究等

丹麥Videometer公司開發的根系多光譜原位監測系統，是做根系研究的革新性專業裝備，無論對于淺根系蔬菜還是淺根系喬木，都具有現實性研究意義。目前在根系研究領域中，對于玉米根系和小麥根系所作的研究比較多，但大多還采用傳統不可重復的挖掘方法。植物根系原位監測儀的出現，改變了這種情況，使得植物研究人員在對根系進行研究的過程中，可以使用原位的方式，無損傷的進行監測。

根系是植物主要吸水、營養物等器官，通過對根系監測和研究，能優化水肥方案，農作物、林業等產業增產增效，有利于土地荒漠化治理、土壤修復等。但長期以來，對根系研究主要是采用挖掘法、土鉆法、土柱法、容器法、剖面法等傳統方法，采樣破壞性大、工作量大，嚴重阻礙了根系研究的深入開展。《科學》雜志曾出版專輯認為，“人類對自己腳下土壤的了解遠遠不及對宇宙的了解”，較是佐證了地下生態學研究難度之大。因此，對根系研究方法的選擇和改進，對科研結果影響巨大。

丹麥根本哈根大學科學家等利用多光譜成像系統對植物植株、根系進行成像研究，取得了前瞻性的成果。

該研究以深根系大麥為研究對象，將大麥下方埋了有3m長的微根管，使用Videometer公司的Videometer MR多光譜成像系統，定期通過根窗透明面對根系成像分析。原始光譜圖像經過Videometer自帶軟件一系列算法處理后得到目標根系圖像，隨后進行閾值分割、模糊聚類等模型分析，得到根系的形態學數據。

傳統的RGB可見光成像技術是利用顏色識別根系，前提是根系和土壤之間要有比較明顯的色差，但實際根系生長在土壤中，顏色差異并不明顯，這樣根系識別可能會造成比較大的誤差，RGB可見光成像技術使用就會受限。歌本哈根將多光譜成像技術和傳統的RGB成像技術進行了對比，顯示多光譜成像技術基于光譜特征在根系識別上的明顯優勢，并且對多光譜成像另一項先進的功能進行了初步探討——即光譜特征對于根系生化特性的識別（例如細根發生、成熟、衰老、死亡的周轉過程；例如根際分泌物成分的變化等），顯示了多光譜成像技術在根系研究領域的巨大潛力。

產品介紹

隨著人們對植物各組織研究的深入，一些疑難問題也漸漸顯現出來。例如，人們研究植物根系時，會遇到很多困難。傳統的洗根掃描法確實能夠清晰地將根系展現在人們眼前，但卻破壞了其原有的狀態；微根窗法能夠解決原位測量的問題，但卻不能探索土壤內部的根系分布；因此如何能夠原位觀測土壤中的根系變化成了阻撓廣大科研工作者的難題。目前上盡管田間植物表型研究技術有巨大進展，但是還幾乎沒有可以高通量的對植物根系進行原位高通量研究的系統。為解決這些難題，丹麥先進多光譜儀器生產商Videometer推出了專門用于植物研究的高通量多光譜根系成像系統，可對土壤中的植物根系進行成像分析，無需專業的圖像處理知識，可獲取形態學以及內部性狀信息。

Radimax設施由4個獨立共計400m2的獨立區塊組成，配有移動防雨罩，復雜的地下供水系統以及每個區域配有150個固定安裝的根管組成，Videometer設計了移動式半自動多光譜相機系統，相機可以沿著根管接口移動，高速拍攝，可以同時研究在3m深度處研究多達150個不同根管，了解根生長情況。RadiMax 項目致力于研發深根植物特征、植物耐寒性能。研究將利用較新構建的根系表型成像系統Radimax來進行地上和地下植物根系干旱表型反應分析。Radimax是一款少有的高通量根系成像系統，采用了較新的生物圖像分析以及數學建模技術。利用該設施以及數字統計方法，可以利用所獲得多個組學數據（基因組學、轉錄組學以及表觀基因組學）用以研究作物中干旱反應的基因結構。其中主要應用之一是研究作物中的與非生物脅迫相關的表觀基因組分析。

Radimax研究人員來自先進大學以及Videometer公司，團隊由具有表觀基因學和統計遺傳學背景的跨學科人員組成，團隊成員了解植物培育、具備基因組和表型組數據集集成分析能力，可從系統角度研究作物中的復雜性狀結構。

Copenhagen表型平臺主要采用了Videometer公司的多光譜成像系統。

田間表型成像系統組成如下：移動小車載多光譜相機系統和處理軟件、根管等。系統采用工程設計理念，在設計構建時就要考慮整合。

工作條件

電源：24 V,1A

溫度: 操作：5-40℃，儲存：-5–50℃

濕度: 20-90 % RH相對濕度，非冷凝
技術指標

光源：5個高功率、高穩定、長壽命LED 燈源，LED光源壽命10萬小時，波段范圍405nm-940nm

具體波長：405,450,590,660和940nm，每個波段單獨成像以及融合成像

圖像尺寸：單個波段2431×2043 像素（500萬像素）或更高，5個波段融合圖像像素2500萬像素，

無損掃描根系以及土壤等，精確區分宿根和新根、細根和絨毛根、根與土壤背景圖像分割。

分辨率：20 μm/像素

動態范圍；使用自動光設置根據應用優化

校準；NIST可追溯校準

拍攝時間：，1秒，每個樣品每個位置

根管尺寸：標準內徑60mm，外徑70mm

視野：59mmX39mm

接口：GigE，WIFI

標準化堅固耐用運輸箱以及維護工具

專門配套云處理軟件

專用圖像處理工具盒（IPT）

專用光譜成像工具盒（MSI）

專用斑點工具盒

基本配置

主機

運輸箱

配套專用云分析軟件

Videometer系列多光譜成像系統廣泛應用于：植物/作物表型組學研究分析；根系分析；作物育種與種子品質檢測；植物/作物脅迫生理響應；作物病理學分析與病原檢測；食品檢測；中藥成分分析與品質檢測。來自哥本哈根大學、丹麥理工大學以及丹麥Videometer公司的專家在剛剛利用該設備在Plant and Soil上發表了題為A multispectral camera system for automated minirhizotron image analysis的文章，早些利用該設備進行研究的文章題為Frontiers in Plant　Sciences，Screening of Barley Resistance Against Powdery Mildew  by Simultaneous High-Throughput Enzyme Activity Signature Profiling and Multispectral Imaging。