Plantarray是一款基于称重的高通量、多传感器生理表型平台以及植物逆境生物学研究通用平台。该系统可持续、实时测量位于不同环境条件下、阵列中每个植株的土壤-植物-空气(SPAC)中的即时水流动。直接测量根系和茎叶系统水平衡和生物量增加,计算植物生理参数以及植物对动态环境的反馈。系统以有效、易用、无损的方式针对植物对不同处理的反应、预测植物生长和生产力进行定量比较,广泛应用于生物胁迫和非生物胁迫以及植物栽培加速育种研究等,胁迫研究涵盖干旱胁迫、盐胁迫、重金属胁迫、热、冷胁迫、光胁迫以及灌溉/养分、CO2指示、植物健康等领域的研究。
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主要优势
加速农业研究、缩短新产品推向市场时间
定量、确定、可信结果
全植株、根系、枝叶系统、环境测量
多种产品和环境检测验证
提升科研水平
聚焦田间实验
持续、实时生物反馈
模块设计、分步预算
无需基础设施投资
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Plantarray 高频测量植物对动态环境条件的反应
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主要特征
性状精度 | Plantarray |
植物生物量增益 | 高水准, 直接 |
蒸腾 | 高水准, 直接 |
水利用效率 | 高水准, 直接 |
营养利用效率 | 高水准, 直接 |
根活力 | 高水准, 直接 |
气孔冠层导度 | 高水准, 直接 |
土壤水含量、温度、EC | 高水准, 直接 |
盐水准(EC) | 高水准, 直接 |
耐旱和恢复指数 | 高水准, 直接 |
鉴别干旱胁迫点 | 高水准, 直接 |
气象指数,VPD | 高水准, 直接 |
环境传感器 (PAR, PH, 风速等) | 高水准, 直接 |
主要诊断能力
诊断能力 | Plantarray |
定量测量 | 高水准 |
高精度取样 | 高水准 |
实时测量 (相同条件) | 高水准 |
多重个性化处理 | 高水准 |
随机结构 | 高水准 |
实时分析 | 高水准 |
应用套件
应用套件 | Plantarray |
干旱胁迫 | 高水准 |
盐度和重金属胁迫 | 高水准 |
灌溉 / 养分 | 高水准 |
CO2 指示 | 高水准 |
热、冷胁迫 | 高水准 |
光 | 高水准 |
植物健康 | 早期检测 |
主要特点
直接精确测量主要生理-产量相关性状
不同模式控制灌溉-时间、重量、土壤湿度、日常蒸腾等
自动、实时测量阵列中单个植株
高时空分辨率
24/7 持续测量枝叶系统、根系以及环境
基于反馈的独特灌溉控制
云实时数据分析
全植株、无损测量
适合多数植物、土壤类型和生长阶段
Plantarray系统可靠、耐用,是数十年利用称重蒸渗计(重力称量)系统的研究成果,用于监测在不同变化环境条件下不同植物的反馈。
Plant-Ditech长期专业经验融入在系统每个部分之中。每个花盆置于高精度称重天平上,称重天平与控制单元相连,可持续24小时/7天测量花盆重量,并可进一步计算器生理性状。
包含2个控制阀用于最大灌溉、施肥灵活性
可进行自动化、个性化、植物特异反馈灌溉
每个控制单元设计可容纳4个额外传感器、
尽管内部互连,当单元损坏不影响其他单元使用
降低噪音以及使用长电缆的需求
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特别设计排水容器
坚固-无移动部件
整个花盆容量范围 (2 - 60L)
4个排水位
防止水漏在蒸渗计表面
不影响植物和实验前提下实现水和根测量
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Plantarray系统技术参数
测量单元配有3个数字通道、1个模拟通道、1个称重式蒸渗仪通道,所有的传感器可以同时连续工作;
高精度称重模块,最大测重量达50kg(测量范围依具体配置而定),测量精确度±0.02%称重量;
植物生长容器满足多种植物的生长需求,容积2-60L,采用防漏水、溅水设计;
可根据植物生长时间或生长容器重量选择灌溉模式,灌溉系统采用精准的滴灌控制,能够精确的控制浇水、施肥或施用生物激素的量;
多种土壤类、气象类高精度传感器备选,用于测量土壤含水量、温度、电导率,空气温湿度、PAR、气压、NDVI等参数;
直接测量参数:
重量、空气湿度、空气温度、气压、辐射(PAR)、土壤水分、土壤电导率、土壤温度、日蒸腾
计算参数:
植物生物量增益、日蒸腾、水分利用效率、气孔导度、抗胁迫因子、水分相对含量、 根穿透力、根系水通量、VPD。
Plantarray系统的技术优势
Plantarray平台相比于现有系统,具有操作简单,成本低的特点。该系统将冗长的手动调试过程从数月甚至数年缩减为数周,节约了大量宝贵的时间。通过试错方式,利用低成本的自动化系统,Plantarray减少了大规模现场密集测试的工作。/
生理学特征的监测和数据高通量分析,如生长速率、蒸腾速率、水分利用率、气孔导度等特征;
连续控制不同的土壤和水分环境(如干旱、盐分或化学物质);
理想的实验平台:全自动、均一检测、适用于不同类型植物、精确测量、非破坏性、实现随机分组实验设计
3-4周的实验相当于4-6个月的人工工作;
操作简单,维护费用几可忽略;
灵活的设计能够满足任何温室中不同方面的科学研究需求。
实时统计分析-为了数据的可靠快速分析,提供多阶乘ANOVA或配对T检验;
实验目的-在实验运行中为了确保处理的效果可以获取最优化的实验参数;
快速定量选择-提供植物对于不同环境需求生理反应的评级和评分的简况;
复杂实验通过简要图像呈现生理参数与环境条件的空间和时间关系,显示趋势、异常和比率。
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Plantarray系统应用领域
非生物逆境胁迫研究,比如:干旱、淹水、营养、有毒物质等胁迫研究;
生物逆境胁迫研究:如病虫害等
在农作物、蔬菜、树木、药用植物等方面的育种研究;
根系的土壤穿透力、水通量研究;
生物激素与养分研究;
生理生态学研究等。
应用案例
非生物胁迫反应应用
非生物胁迫是指环境影响如干旱(缺水), 盐度,浇水过量), 极端温度(冷、霜和热)以及有毒物质,这些非生物胁迫可负面影响作物以及其它植物生长、发育、产量以及种子品质。
现代作物产量高,但易受到非生物胁迫影响。因基因环境互作的复杂性,提升作物胁迫反应面临巨大挑战, 特别是气候变化期间。要满足全球日益增长的食品需求,研究人员在努力培育适应恶化条件的作物优化品系。
Plantarray高通量植物生理研究平台提供了简单易用的软硬件工具,可自动控制实验阵列每个花盆的灌溉处理(品质和数量),分析每个植株对控制处理的反应。
通过测定检测施加环境胁迫条件的植物的特定胁迫阈值,系统显著降低了研究植物应对缺水环境的研究时间和精力,并与田间结果高度相关联。
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干旱处理:浇水良好处理控制
热分布图和图表(生长速率)
根系生理表型性能应用
根在水吸收中的作用非常重要,但是,因根位于地下,要想持续对其进行监控非常具有挑战性,特别是采用无损监测方法。
使用嵌入土壤的传感器,可测量土壤湿度、温度以及电导率,同时测量其它环境信号和生理参数,Plantarray可对多个功能性状进行定量评估,例如流入根的水分-土壤传感器可持续、精确测量水流入每株植株的速率。
干旱临界点
植物土壤水流入以及流出的即时平衡(蒸腾)提供了不同研究植物和处理条件下的冠层相对水含量(RWC)和其变异。植物RWC认为是植物胁迫状态的比较参照点。
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SPAC-Analytics分析软件
Plant-DiTech公司的SPAC (土壤-植物-空气连续体) 分析是基于云服务的软件,可进行实时数据、分析以及生产力预测。
SPAC-Analytics分析软件可帮助农业研究者处理多传感器和来源的输入数据 ,提供多种种植和生产力性状相关的数据统计和图标信息,包括环境参数(包括胁迫)。输出是详细的性能分析,是基于植物群体和处理反馈的高级数据统计工具。来自大阵列的植物样品的生长循环任一时期的数据可自动、持续追溯 。该软件可帮助你在实验时和实验后实时运行多个分析,可使用海量实时数据进行人工处理。
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SPAC-分析主要优势
实时数据统计分析-多因素ANOVA或配对T-检验-结果可靠、快速
达到目标- 实验中优化实验参数,确保关键的处理效果
快速定量选择-生成基于性能的概述,用于对植物针对不同环境的生理反馈进行分级和评分
负责实验以简洁图标展示-测量生理变量和环境条件之间的时空关系,展示趋势、异常以及比率
![1623741108271661.png image.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202208/uepic/8cf5bbca-442a-4f48-b16b-dd7cbb16fffe.jpg)
SPAC-analytics分析软件如何工作
系统对相关性以数字、图表的形式进行处理并展示,下列测量和施加条件之间的测量值、趋势、异常和比率的关系
1、测量参数的平滑时间(重量、土壤水含量、空气水需求等)。
2、一段时间上述所提到参数的变化率。
3、不同时间间隔的植物生物量增益(天、周、和季度)。
4、日常蒸腾的模式。
5、不同时间间隔的(天、周、季度)水利用效率 (WUE) 。
6、土壤水含量 (质量平衡计算或特定传感器直接测r)。
7、一天中不同小时气孔导度变化。
8、从土壤到根系的水流(安装土壤传感器)。
9、一天每小时的植物相对含水量的变化
SPAC-analytics主要优势
Plant-DiTech公司的SPAC-Analytics软件是基于网络软件系统,可让用户浏览并分析每个传感器输入的在线数据。任意网络浏览器都可以管理图形结果,基于用户数据采集,整个实验期间都可浏览。在用户的统计软件上,选择部分可与背景数据一起导出用于下一步工作用。一群样品中的单个植株以及数百个植株的阵列的分辨率有所差异。 用户可控制整个群体以及单个样本,例如:
1、选择植物/一行(剔除特殊植物)
2、参数选择
3、日期范围选择
4、4、平滑/非平滑图型展示
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Plant-DiTech公司的SPAC-Analytics 软件可提供快速、可靠的在线科学分析。