专利名称：一种植物形态测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种植物形态参数采集技术，特别是一种植物株型形态特征参数测定装置。
背景技术：
农作物的形态结构是其基因表达、资源获取和生殖繁衍等生命属性表征的载体，需要结合农作物的形态特征来进行农作物遗传特性认知、适应性评价和生产能力分析。农作物除了有复杂的外形特征外，其外在形态会随品种、地域、生产条件和栽培措施的不同而发生显著的变化。而真实准确的形态和数据结构是分析优质稻种及高产、优质栽培措施的基�。旨霸耘嗵峁├砺奂笆导谰�。水稻等农作物的理想株型研究已进行了深入研究，水稻理想株型的研究已进入分子水平研究。由中国科学院遗传发育所基因组生物学研究中心李家洋课题组与中国水稻研究所钱前研究组合作的研究成果“揭示水稻理想株型形成的分子调控机制”分别入选“2010年度中国科学十大进展”和“2010年中国十大科技进展新闻”。该研究成功分离出控制水稻理想株型的主效基因IPA1，为塑造水稻理想株型、培育超级水稻品种奠定了基础。育种及栽培多年实践表明，水稻等作物的理想株型应尽可能提高叶面积指数，简单易行地提高光合效率，增加生物产量和经济系数。而其株型结构与叶面积指数、冠层光合作用和受光量等都显著相关。如何较精确建立水稻等作物的形态结构模型是获取理想株型参数的关键。因此，塑造作物理想株型离不开形态参数的测定。目前创建植株株型形态结构常用的方法主要包括基于图像的方法和基于三维数字化仪或三维扫描仪的测定方法。基于图像的方法具有快速、成本低及非破坏性等优点，但存在后期参数提取难度大、测定精度有限和难以处理复杂的植株结构等问题，在田间获取图像也仍是目前未解决的问题。而应用三维数字化仪的方法虽然数据准确，测定效果较好，但这种设备在实际应用中携带不方便、操作相对复杂，并且设备价格较高，影响了其广泛应用。水稻等农作物的株型结构中难点为叶形的形态的建立，则关键为叶基角(叶片基部与茎杆的夹角)、叶倾角(茎杆与叶片平直部分的夹角)叶开角(叶尖和叶枕连线与茎杆的夹角)、叶间距等数据的快速准确采集。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于:为更加简易方便、较精确地测定水稻等作物的株型结构参数，通过对水稻植株株型参数采集的大量试验实践，设计了一种测定植物形态结构参数的简易装置。所述植物形态测定装置可简便、快捷地测定植株叶形等株型的形态参数，为改进育种及优化栽培方法提供理论支撑，为实现水稻等农作物高产、优质、高效、生态、安全提供保障。并且，所述植物形态测定装置为科研人员提供了一种简便易行的测定工具。本实用新型采用的技术方案如下:[0007]本实用新型的植物形态测定装置，包括底座、量角器、直尺、支撑板1、支撑板I1、水平仪和蝶形螺钉等构件。所述支撑板I和支撑板II分别置放于固定架中，固定架固定于底座上；支撑板I直接固定待测植株，支撑板II镶嵌量角器于其中，将待测植株与测定部分隔离以保证测定时植株的形态不会发生改变；镶嵌量角器的支撑板II可根据需要上下、左右调节，校正测定圆心；所述水平仪调节镶嵌量角器的支撑板的水平度，所述量角器采用三层刻度线，适用于植株不同时期的测定。由于采用了上述结构，底座通过锁紧螺钉固定于固定物体，使得整个装置的结构稳定，在使用时不会发生倒塌，保证所述植物形态测定装置使用稳定可靠和测定数据准确。所述植物形态测定装置采用支撑板I和支撑板II将植株鲜样与测定器材分开，防止测定时扰动植株，提高测定精度。所述植物形态测定装置可用于室内和田间数据采集，在室内时，通过锁紧螺钉固定该测定装置于固定物体上，然后用所述固定夹固定植株鲜样于所述支撑板I，按需测定植株形态指标参数；进行田间测定时，则通过水平仪和量角器中刻度线调节量角器位置，找准圆心位置，便可测定植株的形态指标参数。所述植物形态测定装置可根据实际测定需要调节所述量角器到指定位置，调节时通过观察水平仪中水泡的位置判定并调节量角器的位置，然后用蝶形螺钉锁紧量角器。所述植物形态测定装置调节、测定方便快捷。本实用新型的植物形态测定装置，两平行的支撑板I和支撑板II竖直置放于固定架槽内，所述支撑板I固定植株鲜样；量角器镶嵌于支撑板II上，所述蝶形螺钉固定所述支撑II于固定架上，从而使量角器固定。由于采用了上述结构，所述量角器圆心与所述直尺O刻度用连接螺钉连接在一起，所述蝶形螺钉固定量角器，直尺可绕所述量角器圆心任意转动到需要测定的位置，并快速读出该点的角度及长度。本实用新型的植物形态测定装置，所述支撑板II的截面呈矩形结构。所述植物形态测定装置结构简单，方法直接，操作简单，测定数据较精确，可实现农作物植株基本形态指标参数的快速测定和读取。本实用新型克服了三维数字化仪携带不方便的缺点，同时能够进入田间操作，对计算机图像处理知识不足的研究人员也能快速准确获取形态指标参数，用于科学研究。因此，所述植物形态测定装置具有较高的实用价值。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:1、本实用新型的植物形态测定装置，解决了室内及田间植株基本形态指标参数的测定和读取不便的问题，所述植物形态测定装置能广泛适用于室内及田间水稻、小麦、玉米等多种农作物的株型结构参数的数据获�。�2、本实用新型的植物形态测定装置，结构简单、测定准确、方法直接、操作简便快捷、成本低廉；3、本实用新型的植物形态测定装置，为科研工作者测定农作物的株型形态参数提供一种新型装置，为迅速精确建立农作物的三维形态结构模型提供技术支持。
图1 (a)是本实用新型的植物形态测定装置结构主视图；图1 (b)是本实用新型的植物形态测定装置结构左视图[0019]图2是本实用新型的植物形态测定装置中量角器的结构示意图；[0020]图3是本实用新型测定水稻植株形态指标原理图；图4是本实用新型水稻植物形态测定装置简图。图中标记:1_量角器、2-直尺、3-水平仪、4-底座固定螺孔、5-底座、6-支撑板1、7-支撑板I1、8-蝶形螺钉、9_固定架、10-植株莖鞘、11-植株叶片、12-固定夹、13-植株、14-连接螺钉、L1-直线距离、Θ 1-叶倾角、L2-叶尖到叶枕处距离、Θ 2-叶开角、L(n-l)-叶上点η-1到叶枕处距离、Θ (η-1) -叶上点η-1到叶枕处连线的莖夹角、Ln-叶上点η到叶枕处距离、θ η-叶上点η到叶枕处连线的茎夹角。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1至图4所示，本实用新型的植物形态测定装置，包括量角器1、直尺2、水平仪3、底座5、支撑板16、支撑板117、蝶形螺钉8、固定架9和固定夹12等构件。所述的量角器I镶嵌于矩形支撑板117中，所述水平仪3位于支撑板117顶部，所述直尺2与量角器圆心通过螺钉14连接。所述的支撑板16和支撑板117平行竖直置放于固定架9中的槽内。所述的底座5作为整体支撑部件，支撑架9固定于底座5上。所述底座钻有四个螺孔4，用于与固定物体连接，使所述植物形态测定装置稳定。所述的固定夹12固定植株鲜样10于支撑板16上。所述支撑板16将所述量角器I与植株鲜样10隔离，降低人为干扰。所述的蝶形螺钉8将支撑板117锁定固定架9上。测定时，首先调节所述量角器I位置使量角器的圆心与待测定的植株鲜样的茎10初始点重合。通过移动所述直尺2的位置读取植株鲜样叶片11端点间距及茎夹角，获取植株的形态参数。根据水平仪3不断调节支撑板117到指定位置，并保持量角器水平，快速读取植株形态参数。所述的量角器I有三层刻度线，可根据植株大小选用。本实用新型的植物形态测定装置，其测定原理如下:植株的形态测定以水稻为例进行研究，其形态指标测定原理如图3所示。水稻地上部分的主要由茎鞘10和叶片11组成。主要测定指标可根据建立模型的精确度确定，基本指标包括直线距离L1、叶倾角θ 1、叶尖到叶枕距离L2、叶开角θ 2四项指标，如需更精确地描述叶片的空间结构，则可分别测定叶片上η个点，测定所述点到叶枕处的距离Li及所述点与叶枕连线与茎的夹角茎夹角θ 。测定所述指标时主要结合刻度尺和量角器来测定，有效快速准确地测定所述指标，成为准确描述水稻等植株形态结构的关键因素。通过已有试验结果分析可知，当将鲜样竖直放置时，能够较好地反映水稻等植株在自然界中的自然生长状况。测定时，将采集的植株鲜样13竖直置于支撑板117上，采用固定夹12固定植株鲜样。调节所述量角器I使量角器中线与植株茎杆10中线重合且所述量角器O刻度圆心与待测定叶片11叶枕处重合。所述量角器I与所述直尺2通过螺钉14连接，直尺可任意转动，将直尺2转动到待测定点，直尺边缘与叶片或叶鞘重合，从而同时读出直线距离或叶鞘长，并读出对应的角度。所述的量角器I采用中线向两边标记0° -90°，使读数更简单快捷；所述量角器采用不同同心圆标记刻度，适用于不同时期植株的测定要求。根据试验需要，快速测定直线距离L1、叶倾角Θ 1、叶尖-枕距L2、叶开角Θ 2等株型形态各项指标。通过比较分析植株形态参数对产量、品质等因素的影响，筛选出高产优质的不同叶位叶片、茎鞘的形态特征指标参数，为育种和栽培提供理论指导。同时可应用所述的植物形态测定装置测定叶片上各点到各叶叶枕间距离及角度，确定各点的位置，已知叶长及叶片各点位置的条件下模拟出叶片在自然条件下的形态特征，并进行植株形态的三维重建，更好地为农业服务。所述植物形态测定装置采用水平仪调节所述测定装置的水平度，为水稻、小麦等农作物形态参数的测定精确度提供保证。所述支撑板II与固定架采用蝶形螺钉连接，易于拆装及灵活移动；并且该装置设定不同尺寸的量角器距离，可随农作物不同生育期按需测定。本实用新型的植物形态测定装置，解决了室内及田间植株基本形态指标参数的测定和读取不便的问题，所述植物形态测定装置能广泛适用于室内及田间水稻、小麦、玉米等多种农作物的株型结构参数的数据获�。槐臼涤眯滦偷闹参镄翁舛ㄗ爸茫峁辜虻�、测定较准确、方法直接、操作简便快捷、成本低廉，通过直接测定、读取其形态参数，为科研人员提供了一种简单实用的农作物形态测定装置；本实用新型的植物形态测定装置测定的形态参数能较详细准确地表达农作物各部位的形态特征，进一步分析其优良性状可为作物栽培及育种科研人员提供参考。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种植物形态测定装置，其特征在于:它包括竖立的长方体支撑板I (6)和支撑板II (7)，所述支撑板I (6)和支撑板II (7)平行竖直置放于固定架(9)槽内，固定架(9)与底座(5)连接，支撑板1(6)上装有2个固定夹(12)，所述支撑板II (7)上连接量角器(I)和直尺(2)，在支撑板II (7)设置有水平仪(3)。
2.如权利要求1所述的植物形态测定装置，其特征在于:所述支撑板I(6)固定植株鲜样，支撑板11(7)镶嵌量角器，将待测定植株与测定仪器隔离，降低人为干扰。
3.如权利要求1所述的植物形态测定装置，其特征在于:所述量角器(I)圆心与直尺(2)O刻线重合，它们之间通过连接螺钉(14)连接，直尺可绕圆心转动。
4.如权利要求1所述的植物形态测定装置，其特征在于:支撑板II(7)位于固定架(9)槽内，按需调节量角器(I)的位置，应用蝶形螺钉(8)固定调节好的量角器位置。
5.如权利要求1所述的植物形态测定装置，其特征在于:所述固定架(9)固定于底座(5)上，所述底座为矩形结构，上面有四个螺孔供固定锁紧用。
6.如权利要求1所述的植物形态测定装置，其特征在于:所述的量角器(I)上有三环刻度标记，由中线向两边标记0° -90°。
7.如权利要求1所述的植物形态测定装置，其特征在于:在所述的支撑板11(7)顶部安装有水平仪(3)，用于调节支撑板II (7)至水平。
专利摘要本实用新型公开了一种植物形态测定装置，属于植物形态测定及数据提取技术领域。所述的植物形态测定装置，包括底座、量角器、直尺、支撑板I、支撑板II、水平仪和蝶形螺钉等结构。所述植物形态测定装置以支撑板I和支撑板II为支架，所述支撑板I用于固定待测植株，支撑板II镶嵌所述量角器；所述支撑板I和支撑板II平行竖直置放于固定架槽内，支撑板II可根据测定要求调节，校正圆心并按需测定。所述量角器采用三层刻度线，圆心与直尺0刻线重合，可适用于植株不同生育期形态参数的测定。本实用新型的植物形态测定装置，解决了室内及田间获取形态参数不便的问题，且所述植物形态测定装置可广泛应用于水稻、小麦、玉米等多种农作物的株型结构参数的数据获�。峁辜虻�、测定准确、操作简便快捷、成本低廉。
文档编号G01B5/24GK202956060SQ201220394959
公开日2013年5月29日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者马荣朝, 雷小龙, 任万军, 苟文, 刘利, 杨文钰 申请人:四川农业大学
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