基于CAD技术的拟南芥叶片生长参数测量分析文献综述

 2022-08-04 11:35:13

基于CAD技术的拟南芥叶片生长参数测量分析

[摘要]:作为模式植物,拟南芥在植物学、基因学、遗传学中起着很重要的作用。本论文将利用CAD技术对拟南芥的叶片生长参数进行测量分析,采用数码像机获取拟南芥叶片加参照标板的数字图像,然后利用AutoCAD的area命令,可以快速测量所定义区域的面积和周长。最大优点就是可以在不摘除植物叶片的前提下,快速、准确的进行叶面积测量工作。为植物叶面积测量提供了新的思路。

关键词:CAD技术;拟南芥;生长参数;

1、研究目的和意义

拟南芥是一种小野草,属于十字花科(图1),作为模式植物,拟南芥在植物学、基因学、遗传学中起着很重要的作用[1]。叶片是植物接受光能的主要器官,其数量多少和空间分布情况,对个体和群体受光效率产生很大影响。叶面积是衡量光合效率和呼吸速率的重要指标。农作物产量的高低,与单株或全田叶面积的大小存在一定的关系。因此,测定作物叶面积指数的动态变化,有助于采取各种有效栽培措施,促进植株的正常生长发育[2]

多年来,人们对叶面积的测定做了大量的分析研究。常用的叶面积测定方法有网格法、叶面积仪测定法、称重法和数字图像处理法等。随着数码照相技术和计算机辅助设计软件的不断改进,使借助计算机系统,采用简便而成本低廉的方法测定叶面积成为可能[3]。而图像处理法以其方便、精准、快速、无破坏性受到越来越多的农业科研工作者的青睐,而这些研究也为植物研究与智能农业生产提供参考依据[4]。本研究从拟南芥叶片入手,利用数码相机结合AtuoCAD 软件的查询功能,能够方便快捷的测量叶片的生长参数并且对于植物本体没有任何损伤,为简单、准确、快速测量拟南芥叶面积提供了一种新的思路。

图1 拟南芥

2、国内外研究现状

2.1 传统的叶面积特征测量方法

传统的叶面积特征测量方法比较多,分为叶面积仪法、求积法、方格法、称重法、图形分解法、抛物线法、系数法、回归方程法和图像处理法等[5-7]

2.1.1 叶面积仪法

叶面积仪应用光学反射和透射原理,采用特定的发光器件和光敏器件,可以用于叶面积等相关参数测量、植物叶片受损伤、变色或病态分析等;从选用的光学器件来分,叶面积仪可分为光电叶面积仪、扫描叶面积仪和激光叶面积仪三类;从测量过程中是否移动叶片来分,可分为移动式和固定式测量。叶面积仪的优点是测量叶面积精确度高、误差小、操作简单、速度快便于携带、野外操作时间长、可以达到快速无损测量数据存储量大,并可下载或浏览被测量叶面积的图形,而叶面积测量仪的缺点是价格十分昂贵,并且维修困难[8]

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