BTC微根窗根系监测系统操作指南.doc

BTC微根窗根系生态监测系统
BTC Minirhizotron Root Ecology Monitoring System
使用说明书
北京易科泰生态术有限公司
Ecotech Ecological Technology Ltd
BTC微根窗根系监测系统操作指南
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。
仪器使用包括三部分,首先将微根管预先埋在需要观测的试验地,安装的过程和方法参照下面介绍的步骤;其次通过BTC I-CAP 图像采集系统在事先安装的观测管内进行图像的拍摄,将根系图像保存到电脑;最后通过WinRHIZO TRON MF图像分析软件对拍摄到的根系图像进行分析,获取相关的根系参数。
一、微根观察管安装步骤
打安装孔
安装孔可以按照实际需要以任意角度打入地下,常用的安装角度有0°,30°,45°,60°和90°,试验中需要知道观测管的安装角度,可以通过三角函数关系来计算观测到的根在土壤中的生长深度。
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连接打孔设备。如右图所示,从左到右依次是:①打孔管(probe),②横杆,③滑动杆,④滑动锤(hammer)。由于有了滑动杆,可以固定滑动锤每次敲击的时候在同一位置,减少了对周围土壤的扰动。
打孔。打孔管(probe)下端以所需角度抵住地面,上下滑动滑动锤(hammer),将打孔管打入地下,打孔时手扶住打孔管末端较粗的横杆,一手滑动滑动锤,避免将孔打歪,建议打孔时两人合作。
取土。慢慢将打孔管从土中取出,注意不要将孔壁上的土抖落到孔中,将打孔管(probe)中的土壤取出,可以用木棍或其他工具清出,注意每次打孔的深度不宜过多,否则不容易取出。
重复B和C的步骤,直到露在地面上部分长度刚好能与仪器分度柄上的套筒吻合为宜。也可根据实际情况做出调整。
安装微根观察管
将观察管轻轻塞入或滑入安装孔中,避免过于挤压到孔周围的土体,以免影响根的正常生长方向。
右图可以看出,厂家在观测管的管口预打了一个小孔,用来固定BTC探头。在实际观测中,由于根生长的不确定性,可以先通过仪器捕捉的视频中取定根系生长方向,再通过打孔工具在观测管的其它方向另外打孔。
注意:安装完观测管后一定要将管口用盖子密封好,避免雨水进入管子里,造成对BTC探头的损坏。管子底部是否有积水可以通过一条一线,在一端绑定滤纸沿着管壁滑入底部来判断。
二、I-CAP 图像采集系统操作
I-CAP 系统简介
I-CAP系统
系统由计算机,控制箱,软件,外部电源组成。
计算机配置了视频采集卡,连探头后可以将视频图像呈现在电脑屏幕上,转动探头可以实现360度视频图像采集。
控制箱面板的右边有一排调节键,主要的功能是控制视频图像的放大缩小,UV紫外光源(可以选配)的开关和普通光源的亮度调节,UV光源和普通光源集成在探头的前端。
软件包括BTC I_CAP 和I_CAP DataTransfer3 软件,前者用来采集视频和图像,后者将采集的图像转换成图片格式,用于WinRHIZO TRON MF图像分析软件分析。
外部电源是12V,38AH的蓄电池,在充满电的情况下可以持续供电8小时左右。
图像采集
点击图标,运行 BTC I-CAP软件,注意这个软件的运行需要加密狗。
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I-CAP 开机界面
上图为I-CAP软件的运行界面,可以选择①打开一个已有数据,或选择②新建一个实验数据文件。对于第一次实验,首先选②新创建一个文件开始实验,首先进入设置界面,显示实验数据库的设置细节。

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在选择开始一个新实验按扭后后(“Create a New Experiment Database”),进入设置界面,界面分左右两列,包括:
1)实验名称;最多可以输入25个字符,可以按照操作者+时间的方式命名,便于今后的查询。
2) 用户ID;用1-3个字符表示,当下次打开同一个文件的时候需要输入ID进行用户确认。
3)根管数;默认的是100,根管数根据试验设计上预埋的管子数来确定。
4) 图片间隔;,代表探头的标尺每前进一个步长的间隔,可以将前后的两张图片衔接