基于图像重建的根系三维构型定量分析及其在大豆磷吸收研究中的应用

植物根系三维构型的定量描述和分析是研究植物根系生长及对养分吸收利用等营养功能的重要手段之一,但迄今尚无定量测定三维根构型参数的有效方法.本研究通过数码摄像机旋转拍摄物体获得根系多视角二维图像,并根据根系基本结构特征,创建了适合根系等线状物体三维图像的快速重建算法,重建了植物根系图像,获得根系三维构型的数字化模型及其骨架.以此模型和骨架为基础,获得直径大于0.3mm大豆根系的主根长、总根长、平均基根角度、根宽深比、介质不同层次根长分布率以及根系在生长介质中不同三维区域的分布率等三维根构型参数,并分析了这些参数与大豆生物量和磷吸收量等生长指标之间的相关关系.本研究可以为研究植物根系生长及其营养功能提供一种新方法.