根系是植物从土壤等介质环境中获取养分和水分的重要器官，其特殊的生长环境与复杂的形态结构，使得对它的研究远远难于对植物体地上部分的研究。实际上，缺乏快速、准确的根系原位观测方法已经构成了对植物根系深入研究的技术瓶颈。进行根系无损研究的技术主要有可见光和多光谱成像检测分析方法、X 射线计算机层析成像（XCT）检测分析方法等。

   为了弄清根系与其介质环境的相互作用规律，设法提高根系对养分、水分的吸收能力，早在 18 世纪人们便 开始了对植物根系的研究工作。经过大量根系研究与实践探索，人们根据不同的研究目的和研究对象，探索出许多形式各异的根系研究方法，如挖掘法、整段标本法、土钻法、玻璃壁法、地下根室、微根室，以及原子示踪技术等。这些经典的研 究方法为人类了解和认识植物根系提供了重要的技术手段，而且其中的不少方法至今仍在广泛应用。然而，无论是早期的挖掘法、钉板法，还是后来发展起来的土钻 法、土柱法等，这些经典的根系研究方法大多属于需要离土取样的破坏性方法，整个取样和测量过程既耗时费 力、又存在较大误差，很难避免断根、移位和水分逸失 等问题，大大影响了观测结果的准确性。而传统的一些非破坏性方法，包括同位素示踪法、地下根室及微根室 的研究等，尽管不需要破坏性取样，避免了小心翼翼、 耗时费力的取样程序，但往往只能获得一些有限的原位 观测数据，难以获得完整、准确的根系构型和表型参数。

随着相关学科对根系深入研究的需要以及现代高 新技术的不断进步，人们开始追求较加便捷、 自动、有效的检测技术方法。现阶段植物根系检测技术的现状是，传统取样和观测方法正在向传统取样结合平面扫描的自动测量分析模式，以及地下根室、微根室（根 箱、根窗、根管）结合平面或局部三维扫描的自动测量 分析模式发展。从技术需求上分析，这些变化反映了根系观测技术正在向原位、无损、自动化的方向发展

实验室植物CT成像系统

   人们在对植物各组织深入进行科研时，遇到了新的疑难问题。例如人们研究植物种子时，很难在不破坏种子的前提下探索其内部结构的变化。目前上使用的很多研究种子的先进技术大多是利用荧光法研究种子活力或其萌发率，这些方法能够高通量地达到某些研究目的，但始终无法得知种皮内部的结构和动态变化过程。再如，人们研究植物根系时，会遇到很多困难。传统的洗根扫描法确实能够清晰地将根系展现在人们眼前，但却破坏了其原有的状态；微根窗法能够解决原位测量的问题，但却不能探索土壤内部的根系分布；因此如何能够原位观测土壤中的根系变化成了阻挠广大科研工作者的难题。即便是有一种方法能够探测到土壤中的根系变化，那土壤是否会对根系的研究产生干扰？此外，如果人们需要研究植物茎杆，是否存在一种无损的方法探索其内部结构？

为解决这些难题，德国先进研究所推出了专门用于植物研究的CT三维成像系统，可对植物组织、果实、种子及土壤中的根系进行三维成像分析，无需专业的图像处理知识，可获取形态学以及内部性状信息。

实验室植物CT的工作程序是这样的：它根据植物不同组织对X线的吸收与透过率的不同，应用灵敏度较高的仪器对植物进行测量，然后将测量所获取的数据输入计算机，计算机对数据进行处理后，就可摄下检测区域植物组织的断面或立体图像，发现任何部位的细小变化。

实验室植物CT成像系统应用领域：

   实验室植物CT成像系统广泛应用于植物对植物根系、茎杆的内部结构变化的研究。可以无损地探索盆栽中不同植物的根系变化，也可以测量茎杆的3D结构。实验室植物CT成像系统主要特点：适用于研究植物根系和茎杆、 分析软件自动将盆栽中的土壤和根系分，屏蔽土壤干扰、 设备占地空间小，操作简单、 体素50µm、可360度旋转拍摄样品、 同步图像采集及3D重建、 设备自带X光屏蔽层，有效可靠、 可根据样品大小定制化不同系统。

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