數(shù)字化植物工廠實(shí)驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng),是易科泰最新推出的自主研發(fā)專利技術(shù)產(chǎn)品(ZL 2024 2 1728504.0),,專門針對植物工廠,、智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)監(jiān)測應(yīng)用。系統(tǒng)集多通道智能LED光源培養(yǎng),、多傳感器表型性狀在線監(jiān)測功能于一體,,同時可配套數(shù)字化培養(yǎng)設(shè)施、自動澆灌施肥,、環(huán)境監(jiān)測及遠(yuǎn)程控制功能,。應(yīng)用于數(shù)字化、智能化植物培養(yǎng)及表型性狀在線監(jiān)測,,通過提供不同光譜組合,、光強(qiáng)以實(shí)驗(yàn)?zāi)M不同光配方對植物的生長和生理生化的影響,研究最佳光配方等,。通過RGB成像,、葉綠素?zé)晒獬上?、高光譜成像等先進(jìn)技術(shù),,高通量、非損傷,、非接觸,、數(shù)字化、可視化檢測植物生長,、生理狀態(tài),、生化指標(biāo)如光合效率、健康指標(biāo),、衰老成熟指標(biāo),、脅迫、色素含量指標(biāo),、黃酮醇含量指標(biāo),、次級代謝產(chǎn)物等,用來全方位實(shí)驗(yàn)?zāi)M植物從育種培養(yǎng),、生長監(jiān)測,、環(huán)境控制及干預(yù),、長勢及品質(zhì)評價等全生命周期過程。
具體應(yīng)用領(lǐng)域如下:
1)植物工廠實(shí)驗(yàn)研究
2)智慧農(nóng)業(yè),、垂直農(nóng)業(yè),、設(shè)施農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)模擬及實(shí)驗(yàn)研究
3)光生物學(xué)研究
4)遺傳育種與抗性篩選
5)植物表型研究

主要特點(diǎn)如下:
- 多通道智能LED光源調(diào)控技術(shù),,既可提供不同光譜組合,、光強(qiáng),通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究最佳光配方,,從而配置最佳生長要素,,也為表型在線監(jiān)測提供光場均一穩(wěn)定的照明光源和激發(fā)光源,實(shí)現(xiàn)一光多用
- 多傳感器表型性狀在線監(jiān)測技術(shù),,精準(zhǔn)研究植物對不同生長要素如不同光配方的具體響應(yīng),,以及植物生長所需的最佳光配方條件,從而高通量,、非損傷,、非接觸、數(shù)字化,、可視化檢測植物生長,、生理狀態(tài)、生化指標(biāo)等
- 可根據(jù)需求靈活選配RGB成像,、多功能高光譜成像,、900-1700nm高光譜成像、葉綠素?zé)晒獬上?、Thermo-RGB成像融合分析等不同表型成像傳感器技術(shù)
- 可選配基于蒸滲儀技術(shù)的iPOT數(shù)字化培養(yǎng)盆,,全面監(jiān)測重量變化、土壤水分與溫度,,及葉片溫度,、葉綠素?zé)晒狻⑶o流,、光合作用等生理生態(tài)參數(shù)
- 可選配環(huán)境控制系統(tǒng)及自動澆灌施肥系統(tǒng),,精確控制溫濕度及CO2濃度,可通過土壤水分傳感器,、水勢傳感器及稱重傳感器監(jiān)測水分情況,,從而實(shí)施精準(zhǔn)澆灌、施肥,,使作物在第一時間內(nèi)得到水,、肥、藥補(bǔ)充,,促進(jìn)作物健康生長
- 可選配遠(yuǎn)程控制功能模塊,,結(jié)合機(jī)器視覺技術(shù),、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù),,在線遠(yuǎn)程控制光照培養(yǎng),、表型數(shù)據(jù)采集分析及自動回傳數(shù)據(jù)至云端,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時訪問,,查看結(jié)果

植物培養(yǎng)過程
主要技術(shù)指標(biāo):
- 嵌入式主控系統(tǒng),,全中文操作界面,觸控屏+PC端GUI軟件雙重控制,,可無線控制
- 智能LED培養(yǎng):標(biāo)配為冷白光+紅光+紅外光(模擬自然光照)三通道智能可調(diào)制LED光源培養(yǎng)系統(tǒng),,可選配RGB三色光源或客戶定制RGB+遠(yuǎn)紅4通道LED光源培養(yǎng)系統(tǒng),光照強(qiáng)度0~500μmol(光量子)/m2.s(強(qiáng)度可根據(jù)需求升級),,0-100%可調(diào),,模擬自然光照、程序模擬晝夜節(jié)律等,,具備不同光照條件Protocols數(shù)據(jù)庫功能(如多云天氣,、林下光源等)
- 成像狀態(tài)監(jiān)測:配備RGB監(jiān)控鏡頭,1080P全高清畫質(zhì),,畫面植入操作系統(tǒng),,具備虛擬開關(guān),實(shí)時傳輸畫面至平臺控制軟件,,在線監(jiān)控工作狀態(tài)
- 標(biāo)配培養(yǎng)及成像面積:180×60cm,,可客戶定制其他規(guī)格
- RGB成像:通過高分辨率RGB成像可實(shí)現(xiàn)植物葉片/冠層的長寬、周長,、面積,、圓度、緊實(shí)度等形態(tài)分析,;以及VIgreen,、VEG,、ExG,、ExGR、GLI,、CIVE,、COM、WI,、Lab,、R/G/B、HSV等顏色分析,,可擴(kuò)展Thermo-RGB紅外熱成像與RGB成像融合分析
- 葉綠素?zé)晒獬上瘢?/strong> 可成像測量Fo,、Fm,、Fp、Ft,、Fs,、Fm’、Fv/Fm(QYmax),、 ?F/Fm’(YPSII),、Fv/Fo、NPQ,、Rfd,、Y(NPQ)、Y(NO),、EXC等,,及葉綠素?zé)晒饪焖賱恿W(xué)測量分析參數(shù):Fo、Fi,、Fm,、Vi、QY,、能量散失光量子產(chǎn)量等,,及長度、寬度,、投影面積(相對生物量),、凸包面積、凸包周長等形態(tài)參數(shù)
- 400-1000nm高光譜成像: 可成像分析植物生化,、生理指標(biāo),、光利用效率、健康指數(shù),、覆蓋度,、脅迫等近百種參數(shù),如 NDVI,、NDVI705紅邊歸一化植被指數(shù)(對衰老敏感),、VOG1紅邊指數(shù)(對葉綠素濃度、物候變化等敏感),、PRI光化學(xué)植被指數(shù),、PSRI 植被衰減指數(shù)(用于指示冠層脅迫、植物衰老,、果實(shí)成熟等),、SIPI結(jié)構(gòu)不敏感色素指數(shù)(反映冠層脅迫程度、生理脅迫檢測等)、CRI1 類胡蘿卜素反射指數(shù),、ARI1/ ARI2 花青素反射指數(shù),、CI 葉綠素指數(shù)(紅邊指數(shù))、WBIR水波段指數(shù)(反映水分含量分布),、HI健康指數(shù)等植物色素指數(shù)和脅迫敏感指數(shù),、NPQI歸一化脫鎂指數(shù)(用于早期脅迫檢測)、PSSRa(R800/R680)指數(shù)
- UV-MCF植物熒光成像(選配):藍(lán)綠熒光Fb和Fg及脅迫誘導(dǎo)次級代謝產(chǎn)物指數(shù),,葉綠素?zé)晒釬r和Ffr及熒光比值,,如Fb/Fg、Fb/Fr,、Fb/Ffr,、Fr/Ffr等,及F730-740/F680-690(反應(yīng)葉綠素含量及植物長期脅迫等),、F735/F700(可精確反映葉綠素含量)等
- SWIR高光譜成像(選配):可成像測量分析NDNI歸一化N指數(shù),、NDWI歸一化水指數(shù)、MSI水分脅迫指數(shù)等,,可分析土壤有機(jī)碳及總氮狀態(tài)
- SpectrAPP高光譜表型成像分析軟件及 FluorVision高光譜熒光成像分析軟件,,可進(jìn)行光譜融合、ROI選區(qū)分析,、?積校準(zhǔn),、頻率直方圖、自動動識別不同波段峰值并分析其?值等,,近百種參數(shù)一鍵分析
應(yīng)用案例:

白菜苗的靶向農(nóng)藥篩選:上左圖:培養(yǎng)平臺上下兩層感染蚜蟲白菜苗RGB圖(W1上層,,W2下層),紅圈部位為施藥葉片,,其余為對照葉片,;上右圖:W1、W2葉片施加吡蟲啉前后的熒光光譜,;下圖: W1,、W2葉片施藥前后F450/F740比值圖對比(左施藥前,右施藥后),;施藥后葉片葉綠素?zé)晒庵瞪?,比值指?shù)降低,蚜蟲導(dǎo)致的紅色斑點(diǎn)減少,,說明吡蟲啉可有效祛除蚜蟲,,且不會對植物造成不良影響(EcoTech®實(shí)驗(yàn)室提供)