使用移動式植物表型平臺帶來了多方面的好處。首先,它明顯提高了表型數(shù)據(jù)采集的效率和精度,減少了人工測量的誤差和勞動強(qiáng)度。其次,平臺支持大規(guī)模、連續(xù)性的監(jiān)測,有助于揭示植物生長的動態(tài)變化規(guī)律,提升科研工作的系統(tǒng)性和深度。第三,其靈活部署能力使得研究人員可以在不同地點快速開展試驗,增強(qiáng)了研究的適應(yīng)性和響應(yīng)速度。此外,平臺生成的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)可與基因組、環(huán)境等多源數(shù)據(jù)融合,推動多學(xué)科交叉研究的發(fā)展。在農(nóng)業(yè)實踐中,這些數(shù)據(jù)還可用于優(yōu)化種植管理策略,提高作物產(chǎn)量和資源利用效率,助力農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展。溫室植物表型平臺能夠全自動、高通量地追蹤記錄溫室內(nèi)植物從幼苗萌發(fā)到成熟收獲的整個生長發(fā)育全過程。河南中科院植物表型平臺
面對全球農(nóng)業(yè)發(fā)展的雙重挑戰(zhàn),植物表型平臺通過科技創(chuàng)新推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式變革。在品種改良方面,利用平臺篩選出的耐旱、抗病品種,可減少灌溉用水和農(nóng)藥使用量;通過優(yōu)化株型設(shè)計,提高群體光能利用效率,實現(xiàn)產(chǎn)量提升與資源節(jié)約的雙重目標(biāo)。在栽培管理領(lǐng)域,基于表型數(shù)據(jù)的變量作業(yè)系統(tǒng),能夠根據(jù)作物長勢進(jìn)行精確施肥,降低化肥流失對水體環(huán)境的污染。平臺支持下的數(shù)字孿生技術(shù),可構(gòu)建農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的虛擬模型,模擬不同管理措施對作物生長和環(huán)境的影響,為制定低碳農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案提供決策支持。此外,通過研究植物對氣候變化的響應(yīng)機(jī)制,篩選適應(yīng)性品種,增強(qiáng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的氣候韌性,助力實現(xiàn)國際可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中的零饑餓與氣候行動目標(biāo)。黍峰生物自動植物表型平臺費用標(biāo)準(zhǔn)化植物表型平臺為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,自動植物表型平臺可用于實時監(jiān)測作物生長狀態(tài),輔助農(nóng)業(yè)決策,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精確性和可控性。通過持續(xù)采集作物的表型數(shù)據(jù),平臺能夠幫助農(nóng)戶及時發(fā)現(xiàn)生長異常、病蟲害或環(huán)境脅迫等問題,實現(xiàn)早期預(yù)警和精確干預(yù)。平臺所提供的高分辨率圖像和多維數(shù)據(jù),可用于構(gòu)建作物生長模型,預(yù)測產(chǎn)量和品質(zhì),優(yōu)化種植管理策略。此外,結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù),平臺還可用于開發(fā)智能識別算法,實現(xiàn)作物表型的自動識別與分類,推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智能化、自動化方向發(fā)展。在資源高效利用和綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的背景下,該平臺為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了重要的技術(shù)支撐。
植物表型平臺構(gòu)建了全生命周期、多尺度的表型測量體系。在宏觀形態(tài)測量上,通過無人機(jī)載激光雷達(dá)與地面移動平臺的協(xié)同作業(yè),可實現(xiàn)從單株到整片種植區(qū)域的三維數(shù)字化建模,利用點云數(shù)據(jù)處理算法自動計算株高變異系數(shù)、冠層體積等參數(shù);微觀層面則借助顯微成像模塊,對葉片氣孔密度、葉綠體超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析。生理測量模塊集成了氣體交換測量系統(tǒng),通過動態(tài)監(jiān)測CO?吸收速率與水汽釋放量,計算凈光合速率、氣孔導(dǎo)度等關(guān)鍵指標(biāo);基于光譜反射率的無損檢測技術(shù),能夠?qū)崟r追蹤葉片氮素含量的動態(tài)變化。在逆境研究方面,平臺可模擬梯度干旱、溫度脅迫等環(huán)境條件,通過多光譜成像監(jiān)測植物光譜指數(shù)變化,結(jié)合熱成像分析冠層溫度異常,建立早期脅迫響應(yīng)預(yù)警模型。針對生長發(fā)育過程,時間序列成像系統(tǒng)以小時為單位記錄植物形態(tài)變化,利用圖像分割算法量化葉片展開速度、分枝角度等動態(tài)指標(biāo)。溫室植物表型平臺集成了多種技術(shù),能精確適配溫室內(nèi)可控環(huán)境條件,實現(xiàn)對植物表型的精確測量。
野外植物表型平臺是一種集成多種先進(jìn)傳感器和成像技術(shù)的綜合性系統(tǒng),能夠在自然環(huán)境下對植物進(jìn)行高通量、非破壞性的表型數(shù)據(jù)采集。平臺通常配備RGB成像、高光譜成像、紅外熱成像、激光雷達(dá)、葉綠素?zé)晒獬上竦榷喾N模塊,能夠系統(tǒng)獲取植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能、生長動態(tài)及環(huán)境響應(yīng)等多維度信息。其自動化控制系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程操作與數(shù)據(jù)實時傳輸,用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)下載和實驗設(shè)計調(diào)整,極大提升了科研效率。平臺還具備強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)能力,能夠在高溫、低溫、潮濕等復(fù)雜田間條件下穩(wěn)定運行。此外,平臺支持多參數(shù)綜合分析,如光照、溫濕度、土壤水分等環(huán)境因子與植物表型的關(guān)聯(lián)分析,有助于揭示植物的生長規(guī)律和適應(yīng)機(jī)制。通過圖形化界面和數(shù)據(jù)可視化工具,用戶可以直觀地查看和分析植物的生長狀態(tài),為科研和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。溫室植物表型平臺能夠在高度可控的環(huán)境中進(jìn)行植物表型研究,為植物科學(xué)研究提供了理想的實驗條件。河南野外植物表型平臺
隨著人工智能技術(shù)的深度融入,植物表型平臺成為生物大數(shù)據(jù)的重要生產(chǎn)基地。河南中科院植物表型平臺
田間植物表型平臺提供的標(biāo)準(zhǔn)化田間表型大數(shù)據(jù),為智慧農(nóng)業(yè)的精確管理和決策支持奠定基礎(chǔ)。智慧農(nóng)業(yè)依賴對田間作物生長狀態(tài)的實時感知和數(shù)據(jù)分析,該平臺通過持續(xù)獲取作物生長發(fā)育、生理狀態(tài)等表型信息,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸與分析,為精確灌溉、病蟲害預(yù)警、產(chǎn)量預(yù)測等智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。在人工智能時代,這些標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)還可訓(xùn)練農(nóng)業(yè)AI模型,提升模型對田間實際情況的適應(yīng)能力,推動智慧農(nóng)業(yè)從概念走向?qū)嶋H應(yīng)用,助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化和可持續(xù)發(fā)展。河南中科院植物表型平臺