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面向植物表型的光环境控制和采集系统的设计
摘要:光环境对植物生长发挥着至关重要的作用，不同的植物种类、同一植物的不同生长时期对光质组合比、光照强度及光照时间等光环境因子的需求各不相同。为了确定最适宜植物生长的光环境条件，本研究对株高0.5m-1.5m范围的植株进行光环境控制试验，花盆高度0.2m；设有4个灯光设置区，每种光环境样本不少于6株；使用LED灯，光照均匀覆盖植物表面；并考虑好灯的选择、控制和排布，同时在这个试验
平台的基础上增加设计一个基于可见光相机的植物表型自动采集系统，拟测量株高、投影面积、投影周长等多种表型参数。研究结果表明：光环境因子从多方面影响着植物生长发育, 实现光调控的精准化、智能化对指导植物生产具有重要意义。
关键词：植物表型；光环境因子；光环境控制；自动采集系统；
1、前言
植物表型指能够反映植物结构和组成的，或能反映植物生长发育过程和结果的，由一个基因型与一类环境互作产生的部分或全部可辨识的植物物理、生理和生化特征及性状[1]。植物表型的变化在生长发育过程中受许多外界环境因子影响, 其中, 光是最重要的环境因子之一。其机理是：植物通过光照完成光合作用过程，同时体内的光感受系统和应答系统，使得植物可以准确和及时地感应光环境的变化(如光质、光周期和光照强度等)，并可以对光环境的变化及时做出应答，从而影响其生长发育、形态建成、果实着色、物质代谢积累及基因表达等[2、3、4]。
大多数植物表型信息可通过数字图像处理的方法获取和分析。随着基因组学研究的快速发展，传统植物表型研究方法在诸多方面已无法满足进一步研究的需要，高精度、高通量的植物表型获取技术成为植物表型研究的新兴热点方向[5]。高通量、自动化、高分辨率的植物表型信息采集平台与分析技术，有助于实现监控不同光环境下植物的表型信息，从而确定适宜植物生长的光环境条件。
2、国内外研究概况
