專利名稱：一種植物形態(tài)測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種植物形態(tài)參數(shù)采集技術(shù)，特別是一種植物株型形態(tài)特征參數(shù)測定裝置。
背景技術(shù)：
農(nóng)作物的形態(tài)結(jié)構(gòu)是其基因表達(dá)、資源獲取和生殖繁衍等生命屬性表征的載體，需要結(jié)合農(nóng)作物的形態(tài)特征來進(jìn)行農(nóng)作物遺傳特性認(rèn)知、適應(yīng)性評價和生產(chǎn)能力分析。農(nóng)作物除了有復(fù)雜的外形特征外，其外在形態(tài)會隨品種、地域、生產(chǎn)條件和栽培措施的不同而發(fā)生顯著的變化。而真實準(zhǔn)確的形態(tài)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是分析優(yōu)質(zhì)稻種及高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)栽培措施的基礎(chǔ)，為育種及栽培提供理論及實踐依據(jù)。水稻等農(nóng)作物的理想株型研究已進(jìn)行了深入研究，水稻理想株型的研究已進(jìn)入分子水平研究。由中國科學(xué)院遺傳發(fā)育所基因組生物學(xué)研究中心李家洋課題組與中國水稻研究所錢前研究組合作的研究成果“揭示水稻理想株型形成的分子調(diào)控機(jī)制”分別入選“2010年度中國科學(xué)十大進(jìn)展”和“2010年中國十大科技進(jìn)展新聞”。該研究成功分離出控制水稻理想株型的主效基因IPA1，為塑造水稻理想株型、培育超級水稻品種奠定了基礎(chǔ)。育種及栽培多年實踐表明，水稻等作物的理想株型應(yīng)盡可能提高葉面積指數(shù)，簡單易行地提高光合效率，增加生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)。而其株型結(jié)構(gòu)與葉面積指數(shù)、冠層光合作用和受光量等都顯著相關(guān)。如何較精確建立水稻等作物的形態(tài)結(jié)構(gòu)模型是獲取理想株型參數(shù)的關(guān)鍵。因此，塑造作物理想株型離不開形態(tài)參數(shù)的測定。目前創(chuàng)建植株株型形態(tài)結(jié)構(gòu)常用的方法主要包括基于圖像的方法和基于三維數(shù)字化儀或三維掃描儀的測定方法?；趫D像的方法具有快速、成本低及非破壞性等優(yōu)點，但存在后期參數(shù)提取難度大、測定精度有限和難以處理復(fù)雜的植株結(jié)構(gòu)等問題，在田間獲取圖像也仍是目前未解決的問題。而應(yīng)用三維數(shù)字化儀的方法雖然數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，測定效果較好，但這種設(shè)備在實際應(yīng)用中攜帶不方便、操作相對復(fù)雜，并且設(shè)備價格較高，影響了其廣泛應(yīng)用。水稻等農(nóng)作物的株型結(jié)構(gòu)中難點為葉形的形態(tài)的建立，則關(guān)鍵為葉基角(葉片基部與莖桿的夾角)、葉傾角(莖桿與葉片平直部分的夾角)葉開角(葉尖和葉枕連線與莖桿的夾角)、葉間距等數(shù)據(jù)的快速準(zhǔn)確采集。

實用新型內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的在于:為更加簡易方便、較精確地測定水稻等作物的株型結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過對水稻植株株型參數(shù)采集的大量試驗實踐，設(shè)計了一種測定植物形態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)的簡易裝置。所述植物形態(tài)測定裝置可簡便、快捷地測定植株葉形等株型的形態(tài)參數(shù)，為改進(jìn)育種及優(yōu)化栽培方法提供理論支撐，為實現(xiàn)水稻等農(nóng)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全提供保障。并且，所述植物形態(tài)測定裝置為科研人員提供了一種簡便易行的測定工具。本實用新型采用的技術(shù)方案如下:[0007]本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，包括底座、量角器、直尺、支撐板1、支撐板I1、水平儀和蝶形螺釘?shù)葮?gòu)件。所述支撐板I和支撐板II分別置放于固定架中，固定架固定于底座上；支撐板I直接固定待測植株，支撐板II鑲嵌量角器于其中，將待測植株與測定部分隔離以保證測定時植株的形態(tài)不會發(fā)生改變；鑲嵌量角器的支撐板II可根據(jù)需要上下、左右調(diào)節(jié)，校正測定圓心；所述水平儀調(diào)節(jié)鑲嵌量角器的支撐板的水平度，所述量角器采用三層刻度線，適用于植株不同時期的測定。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，底座通過鎖緊螺釘固定于固定物體，使得整個裝置的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在使用時不會發(fā)生倒塌，保證所述植物形態(tài)測定裝置使用穩(wěn)定可靠和測定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。所述植物形態(tài)測定裝置采用支撐板I和支撐板II將植株鮮樣與測定器材分開，防止測定時擾動植株，提高測定精度。所述植物形態(tài)測定裝置可用于室內(nèi)和田間數(shù)據(jù)采集，在室內(nèi)時，通過鎖緊螺釘固定該測定裝置于固定物體上，然后用所述固定夾固定植株鮮樣于所述支撐板I，按需測定植株形態(tài)指標(biāo)參數(shù)；進(jìn)行田間測定時，則通過水平儀和量角器中刻度線調(diào)節(jié)量角器位置，找準(zhǔn)圓心位置，便可測定植株的形態(tài)指標(biāo)參數(shù)。所述植物形態(tài)測定裝置可根據(jù)實際測定需要調(diào)節(jié)所述量角器到指定位置，調(diào)節(jié)時通過觀察水平儀中水泡的位置判定并調(diào)節(jié)量角器的位置，然后用蝶形螺釘鎖緊量角器。所述植物形態(tài)測定裝置調(diào)節(jié)、測定方便快捷。本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，兩平行的支撐板I和支撐板II豎直置放于固定架槽內(nèi)，所述支撐板I固定植株鮮樣；量角器鑲嵌于支撐板II上，所述蝶形螺釘固定所述支撐II于固定架上，從而使量角器固定。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，所述量角器圓心與所述直尺O刻度用連接螺釘連接在一起，所述蝶形螺釘固定量角器，直尺可繞所述量角器圓心任意轉(zhuǎn)動到需要測定的位置，并快速讀出該點的角度及長度。本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，所述支撐板II的截面呈矩形結(jié)構(gòu)。所述植物形態(tài)測定裝置結(jié)構(gòu)簡單，方法直接，操作簡單，測定數(shù)據(jù)較精確，可實現(xiàn)農(nóng)作物植株基本形態(tài)指標(biāo)參數(shù)的快速測定和讀取。本實用新型克服了三維數(shù)字化儀攜帶不方便的缺點，同時能夠進(jìn)入田間操作，對計算機(jī)圖像處理知識不足的研究人員也能快速準(zhǔn)確獲取形態(tài)指標(biāo)參數(shù)，用于科學(xué)研究。因此，所述植物形態(tài)測定裝置具有較高的實用價值。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:1、本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，解決了室內(nèi)及田間植株基本形態(tài)指標(biāo)參數(shù)的測定和讀取不便的問題，所述植物形態(tài)測定裝置能廣泛適用于室內(nèi)及田間水稻、小麥、玉米等多種農(nóng)作物的株型結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)據(jù)獲取；2、本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，結(jié)構(gòu)簡單、測定準(zhǔn)確、方法直接、操作簡便快捷、成本低廉；3、本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，為科研工作者測定農(nóng)作物的株型形態(tài)參數(shù)提供一種新型裝置，為迅速精確建立農(nóng)作物的三維形態(tài)結(jié)構(gòu)模型提供技術(shù)支持。

圖1 (a)是本實用新型的植物形態(tài)測定裝置結(jié)構(gòu)主視圖；圖1 (b)是本實用新型的植物形態(tài)測定裝置結(jié)構(gòu)左視圖[0019]圖2是本實用新型的植物形態(tài)測定裝置中量角器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0020]圖3是本實用新型測定水稻植株形態(tài)指標(biāo)原理圖；圖4是本實用新型水稻植物形態(tài)測定裝置簡圖。圖中標(biāo)記:1_量角器、2-直尺、3-水平儀、4-底座固定螺孔、5-底座、6-支撐板1、7-支撐板I1、8-蝶形螺釘、9_固定架、10-植株莖鞘、11-植株葉片、12-固定夾、13-植株、14-連接螺釘、L1-直線距離、Θ 1-葉傾角、L2-葉尖到葉枕處距離、Θ 2-葉開角、L(n-l)-葉上點η-1到葉枕處距離、Θ (η-1) -葉上點η-1到葉枕處連線的莖夾角、Ln-葉上點η到葉枕處距離、θ η-葉上點η到葉枕處連線的莖夾角。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)的說明。為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施案例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖1至圖4所示，本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，包括量角器1、直尺2、水平儀3、底座5、支撐板16、支撐板117、蝶形螺釘8、固定架9和固定夾12等構(gòu)件。所述的量角器I鑲嵌于矩形支撐板117中，所述水平儀3位于支撐板117頂部，所述直尺2與量角器圓心通過螺釘14連接。所述的支撐板16和支撐板117平行豎直置放于固定架9中的槽內(nèi)。所述的底座5作為整體支撐部件，支撐架9固定于底座5上。所述底座鉆有四個螺孔4，用于與固定物體連接，使所述植物形態(tài)測定裝置穩(wěn)定。所述的固定夾12固定植株鮮樣10于支撐板16上。所述支撐板16將所述量角器I與植株鮮樣10隔離，降低人為干擾。所述的蝶形螺釘8將支撐板117鎖定固定架9上。測定時，首先調(diào)節(jié)所述量角器I位置使量角器的圓心與待測定的植株鮮樣的莖10初始點重合。通過移動所述直尺2的位置讀取植株鮮樣葉片11端點間距及莖夾角，獲取植株的形態(tài)參數(shù)。根據(jù)水平儀3不斷調(diào)節(jié)支撐板117到指定位置，并保持量角器水平，快速讀取植株形態(tài)參數(shù)。所述的量角器I有三層刻度線，可根據(jù)植株大小選用。本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，其測定原理如下:植株的形態(tài)測定以水稻為例進(jìn)行研究，其形態(tài)指標(biāo)測定原理如圖3所示。水稻地上部分的主要由莖鞘10和葉片11組成。主要測定指標(biāo)可根據(jù)建立模型的精確度確定，基本指標(biāo)包括直線距離L1、葉傾角θ 1、葉尖到葉枕距離L2、葉開角θ 2四項指標(biāo)，如需更精確地描述葉片的空間結(jié)構(gòu)，則可分別測定葉片上η個點，測定所述點到葉枕處的距離Li及所述點與葉枕連線與莖的夾角莖夾角θ 。測定所述指標(biāo)時主要結(jié)合刻度尺和量角器來測定，有效快速準(zhǔn)確地測定所述指標(biāo)，成為準(zhǔn)確描述水稻等植株形態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。通過已有試驗結(jié)果分析可知，當(dāng)將鮮樣豎直放置時，能夠較好地反映水稻等植株在自然界中的自然生長狀況。測定時，將采集的植株鮮樣13豎直置于支撐板117上，采用固定夾12固定植株鮮樣。調(diào)節(jié)所述量角器I使量角器中線與植株莖桿10中線重合且所述量角器O刻度圓心與待測定葉片11葉枕處重合。所述量角器I與所述直尺2通過螺釘14連接，直尺可任意轉(zhuǎn)動，將直尺2轉(zhuǎn)動到待測定點，直尺邊緣與葉片或葉鞘重合，從而同時讀出直線距離或葉鞘長，并讀出對應(yīng)的角度。所述的量角器I采用中線向兩邊標(biāo)記0° -90°，使讀數(shù)更簡單快捷；所述量角器采用不同同心圓標(biāo)記刻度，適用于不同時期植株的測定要求。根據(jù)試驗需要，快速測定直線距離L1、葉傾角Θ 1、葉尖-枕距L2、葉開角Θ 2等株型形態(tài)各項指標(biāo)。通過比較分析植株形態(tài)參數(shù)對產(chǎn)量、品質(zhì)等因素的影響，篩選出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的不同葉位葉片、莖鞘的形態(tài)特征指標(biāo)參數(shù)，為育種和栽培提供理論指導(dǎo)。同時可應(yīng)用所述的植物形態(tài)測定裝置測定葉片上各點到各葉葉枕間距離及角度，確定各點的位置，已知葉長及葉片各點位置的條件下模擬出葉片在自然條件下的形態(tài)特征，并進(jìn)行植株形態(tài)的三維重建，更好地為農(nóng)業(yè)服務(wù)。所述植物形態(tài)測定裝置采用水平儀調(diào)節(jié)所述測定裝置的水平度，為水稻、小麥等農(nóng)作物形態(tài)參數(shù)的測定精確度提供保證。所述支撐板II與固定架采用蝶形螺釘連接，易于拆裝及靈活移動；并且該裝置設(shè)定不同尺寸的量角器距離，可隨農(nóng)作物不同生育期按需測定。本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，解決了室內(nèi)及田間植株基本形態(tài)指標(biāo)參數(shù)的測定和讀取不便的問題，所述植物形態(tài)測定裝置能廣泛適用于室內(nèi)及田間水稻、小麥、玉米等多種農(nóng)作物的株型結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)據(jù)獲取；本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，結(jié)構(gòu)簡單、測定較準(zhǔn)確、方法直接、操作簡便快捷、成本低廉，通過直接測定、讀取其形態(tài)參數(shù)，為科研人員提供了一種簡單實用的農(nóng)作物形態(tài)測定裝置；本實用新型的植物形態(tài)測定裝置測定的形態(tài)參數(shù)能較詳細(xì)準(zhǔn)確地表達(dá)農(nóng)作物各部位的形態(tài)特征，進(jìn)一步分析其優(yōu)良性狀可為作物栽培及育種科研人員提供參考。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種植物形態(tài)測定裝置，其特征在于:它包括豎立的長方體支撐板I (6)和支撐板II (7)，所述支撐板I (6)和支撐板II (7)平行豎直置放于固定架(9)槽內(nèi)，固定架(9)與底座(5)連接，支撐板1(6)上裝有2個固定夾(12)，所述支撐板II (7)上連接量角器(I)和直尺(2)，在支撐板II (7)設(shè)置有水平儀(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的植物形態(tài)測定裝置，其特征在于:所述支撐板I(6)固定植株鮮樣，支撐板11(7)鑲嵌量角器，將待測定植株與測定儀器隔離，降低人為干擾。
3.如權(quán)利要求1所述的植物形態(tài)測定裝置，其特征在于:所述量角器(I)圓心與直尺(2)O刻線重合，它們之間通過連接螺釘(14)連接，直尺可繞圓心轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求1所述的植物形態(tài)測定裝置，其特征在于:支撐板II(7)位于固定架(9)槽內(nèi)，按需調(diào)節(jié)量角器(I)的位置，應(yīng)用蝶形螺釘(8)固定調(diào)節(jié)好的量角器位置。
5.如權(quán)利要求1所述的植物形態(tài)測定裝置，其特征在于:所述固定架(9)固定于底座(5)上，所述底座為矩形結(jié)構(gòu)，上面有四個螺孔供固定鎖緊用。
6.如權(quán)利要求1所述的植物形態(tài)測定裝置，其特征在于:所述的量角器(I)上有三環(huán)刻度標(biāo)記，由中線向兩邊標(biāo)記0° -90°。
7.如權(quán)利要求1所述的植物形態(tài)測定裝置，其特征在于:在所述的支撐板11(7)頂部安裝有水平儀(3)，用于調(diào)節(jié)支撐板II (7)至水平。
專利摘要本實用新型公開了一種植物形態(tài)測定裝置，屬于植物形態(tài)測定及數(shù)據(jù)提取技術(shù)領(lǐng)域。所述的植物形態(tài)測定裝置，包括底座、量角器、直尺、支撐板I、支撐板II、水平儀和蝶形螺釘?shù)冉Y(jié)構(gòu)。所述植物形態(tài)測定裝置以支撐板I和支撐板II為支架，所述支撐板I用于固定待測植株，支撐板II鑲嵌所述量角器；所述支撐板I和支撐板II平行豎直置放于固定架槽內(nèi)，支撐板II可根據(jù)測定要求調(diào)節(jié)，校正圓心并按需測定。所述量角器采用三層刻度線，圓心與直尺0刻線重合，可適用于植株不同生育期形態(tài)參數(shù)的測定。本實用新型的植物形態(tài)測定裝置，解決了室內(nèi)及田間獲取形態(tài)參數(shù)不便的問題，且所述植物形態(tài)測定裝置可廣泛應(yīng)用于水稻、小麥、玉米等多種農(nóng)作物的株型結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)據(jù)獲取，結(jié)構(gòu)簡單、測定準(zhǔn)確、操作簡便快捷、成本低廉。
文檔編號G01B5/24GK202956060SQ201220394959
公開日2013年5月29日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者馬榮朝, 雷小龍, 任萬軍, 茍文, 劉利, 楊文鈺 申請人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)