BTC根系生态监测系统简介.doc

BTC微根窗根系生态监测系统 用途： BTC根系生态监测系统是利用微根管（Minirhizotron，又称微根窗）技术用于非破坏性监测分析根系动态的仪器技术，它是一种非破坏性、定点直接观察和研究植物根系的方法，其最大优点是在不干扰细根生长过程的前提下，能连续监测单个细根从出生到死亡的变化过程，也能记录细根乃至根毛和菌根的生长、生产和物候等特征，是估计生态系统地下C分配和N平衡研究的有效方法，结合所提供根系分析软件，能够将根系相关数据定量化，包括根的长度、面积、根尖数量、直径分布格局、死亡根及存活根数量等等。还可以根据用户需求监测土壤水分状况，从而研究根系所在区域内溶质运移及水分胁迫所引起的生理变化，广泛运用于苗木培养、作物生长模型研究、根系病理分析、昆虫行为生态等领域。 原理： BTC利用微根管技术，由一个插入土壤中的微根窗管、摄像头、标定手柄、I-CAP系统（由控制器和I-CAP采集器等集成安装于野外工作箱中）组成（参见右图，引自白文明等，2005）。将摄像头伸入埋设在根系周围的透明管内，通过I-CAP系统进行图像抓取根系照相，然后借助专业根系分析软件系统对混合图像进行分析，从而跟踪了解其生长过程。 组成： 系统硬件部分主要由具放大功能（BTC-100X具备100倍放大，BTC-2具备15倍放大）的摄像头、标定手柄系统、I-CAP图像抓取系统（由控制器和I-CAP采集器等集成安装于野外工作箱中）及微根管组成。 根系分析系统：WinRHIZO TRON MF图像分析软件，或WinRHIZO TRON图像分析软件 基本技术指标： 可监测分析参数：细根长、细根直径、细根面积、细根总长、细根总面积、细根平均直径、细根数量及生物量、细根寿命、细根周转率等，其100倍高倍放大功能（仅BTC-100X具备）可用于监测分析根毛及菌根生理生态和动态。 摄像头：NTSC制式彩色摄像头（欧洲PAL视频制式可选），防水性能设计，超高解析度，带可调节强度白光系统（variable intensity White light system）可以使摄像头深入土壤深层；BTC－100X光学放大倍数可达100倍；具管道清洁器可以防止因测量管附着土壤颗粒或弯曲造成摄像头自由摄像；可配UV照明系统（备选），从而在白光和UV光之间切换，以辨别活体和死体的组成部分。 I-CAP图像抓取系统：I-CAP采集器，12英寸显示屏，控制器可以遥控摄像头白光水平及聚焦。 标定手柄：2.2米套筒式，带刻度，通过控制摄像头深度和转动以准确定位图片。 电源：12伏便携充电电池可使用8小时。 连接线：摄像头与控制器连接线标准长度4.87m，还可根据客户需求加长。 机箱：I-CAP图像抓取系统集成于野外工作箱上，整套系统可配备背带箱（标配不含，可选），以方便野外工作，背带箱具旅行桌可方便地将系统放在桌面上；摄像头另配备有圆筒便携箱。 测管：标准测管直径50mm，长1800mm 根系分析软件： WinRHIZO TRON图像分析软件：可以以交互方式方便地分析根系，该软件一次分析一帧图像。操作者需要在不同图像间手动跟踪所需分析的根，软件在屏幕上显示根的形态信息。用于可以根据需要编辑各个根部。在屏幕上通过图形方式显示根长度分布、面积、体积、根尖数量等，将它们作为根直径的函数。软件可以提供根长度、平均直径、投影面积、表面积、根体积、分类数量、每个直径类的根尖数量等。测量结果可以显示在屏幕上，同时提供分析数据的文件。程序可以自动检索并分析此前在相同地点拍摄的图像。 WinRHIZO TRON MF图像分析软件：除了以上分析功能，该软件能够使用户处理时间-空间上的连续性，将多幅图像拼接。对于不同时间相同位置的图像进行分析时，同时加载以前的分析信息。拼接的多帧图像中的内容可以一起分析。对于一帧图像进行分析所得的信息，可以复制到与其连续的图像上从而节约分析时间。 五、产地：美国 六、应用案例 七、近期主要参考文献 白文明、程维信、李凌浩，微根窗技术及其在植物根系研究中的应用。生态学报，2005，25（11）：3076-3081. 李俊英、王孟本、史建伟，应用微根管法测定细根指标方法评述。生态学杂志，2007，26（11）：1842-1848. 邱俊、谷加存、姜红英等，樟子松人工林细根寿命估计及影响因子研究。植物生态学报，2010，34（9）：1066-1074. 宋森、谷加存、全先奎等，水曲柳和兴安落叶松人工林细根分解研究。植物生态学报，2008，32（6）：1227-1237. 于水强、王政权、史建伟等，氮肥对水曲柳和落叶松细根寿命的影响。应用生态学报，2009，20（10）：2332-2338. A.L.Kalyn, K.C.J.Van Rees. Contribution of fine r