根系掃描儀使用方法

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一、使用前準備1. 儀器檢查

• 硬件檢查：確認掃描儀主機、透明掃描托盤（或培養皿）、光源（內置或外置）、數據線及電源線完好無損。
• 軟件安裝：
  • 安裝配套的根系分析軟件（如WinRHIZO、RootImage等），并確保與操作系統兼容。
  • 更新軟件至最新版本（修復已知漏洞并優化算法）。
    
  
  

2. 環境要求

• 溫度：工作溫度10-35℃（避免極端溫度影響傳感器性能）。
• 濕度：相對濕度＜70%，防止掃描托盤結露或根系發霉。
• 光照：在暗室或遮光環境下操作（避免外界光線干擾圖像質量）。
  

3. 樣品準備

• 根系清洗：
  • 將待測根系從土壤或培養基中取出，用清水輕輕沖洗，去除附著的顆粒物（避免損傷細根）。
  • 對于黏附性強的土壤（如黏土），可用軟毛刷或低濃度中性洗滌劑輔助清洗。
    
• 根系整理：
  • 將根系平鋪在透明掃描托盤上，用鑷子或細針輕輕展開，避免重疊或纏繞（重疊部分可能導致測量誤差）。
  • 若根系過長，可分段掃描后通過軟件拼接圖像。
    
• 樣品保存：
  • 短期保存：將根系浸泡在清水中（避免脫水變形）。
  • 長期保存：用50%乙醇或FAA固定液固定，掃描前再用清水沖洗。
    
  
  

二、掃描操作步驟1. 參數設置

• 分辨率選擇：
  • 常規分析：300-600 dpi（平衡精度與掃描速度）。
  • 細根研究（直徑＜0.5mm）：1200 dpi或更高（確保細根清晰可辨）。
    
• 掃描模式：
  • 透射掃描：適用于透明掃描托盤，根系直接放置在光源上方（背景均勻，圖像對比度高）。
  • 反射掃描：適用于不透明背景（如黑色墊板），需調整光源角度以減少陰影。
    
• 色彩模式：
  • 灰度模式：提高掃描速度，適用于形態分析（如根長、直徑）。
  • 彩色模式：保留根系顏色信息，適用于病害或養分缺乏研究（如缺鐵導致的新根黃化）。
    
  
  

2. 圖像采集

• 放置樣品：
  • 將整理好的根系平鋪在掃描托盤中央，確保根系分布均勻且不超出掃描區域。
  • 蓋上透明蓋板（如有），防止掃描過程中根系移動。
    
• 啟動掃描：
  • 打開掃描儀電源，啟動配套軟件，選擇預設的掃描參數。
  • 點擊“掃描”按鈕，儀器自動完成圖像采集并保存為TIFF或JPEG格式。
    
• 多角度掃描（可選）：
  • 對復雜根系（如纏繞或立體生長），可從不同角度掃描2-3次，通過軟件合成三維圖像（提高分支數測量精度）。
    
  
  

3. 圖像預處理

• 去噪：
  • 使用軟件中的“去噪”工具（如中值濾波）消除圖像中的顆粒狀噪點（可能由土壤殘留或掃描儀灰塵引起）。
    
• 對比度調整：
  • 增強根系與背景的對比度（如將灰度閾值調整至根系呈白色，背景為黑色），便于后續分析。
    
• 分割處理：
  • 對重疊的根系，使用“手動分割”或“智能分割”功能將其分離（確保每條根被獨立分析）。
    
  
  

三、根系參數分析1. 核心參數提取

• 形態參數：
  • 總根長：所有根段的長度之和（單位：cm或m）。
  • 平均直徑：所有根段直徑的平均值（單位：mm）。
  • 根表面積：根系與土壤接觸的總面積（單位：cm2）。
  • 根體積：根系所占空間體積（單位：cm3）。
    
• 拓撲參數：
  • 分支數：一級根、二級根等的分支數量（反映根系復雜程度）。
  • 連接數：根系中根段之間的連接點數量（用于研究根系生長策略）。
    
• 分形維數：
  • 通過分形算法計算根系的復雜性和空間填充能力（值越大，根系越復雜）。
    
  
  

2. 高級分析功能

• 根系生長動態：
  • 對同一植株不同生長階段的根系進行掃描，分析根長、直徑等參數的動態變化（如開花期根系生長減緩）。
    
• 根系構型分析：
  • 分類統計不同直徑級別的根系比例（如細根占比＞60%的植株可能更適應貧瘠土壤）。
    
• 根系與土壤關系：
  • 結合土壤孔隙度數據，分析根系在土壤中的分布模式（如表層聚集或深層穿透）。
    
  
  

四、數據導出與報告生成1. 數據導出

• 表格格式：將分析結果導出為Excel或CSV文件，包含根長、直徑、表面積等參數。
• 圖像格式：保存原始掃描圖像及處理后的二值化圖像（用于論文插圖或檔案備份）。
  

2. 報告生成

• 使用軟件內置的報告模板，自動生成包含圖表和統計結果的PDF報告（如根系構型示意圖、參數對比表）。
• 自定義報告內容（如添加實驗背景、分析方法及結論）。
  

坤輿機械

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星曳

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