产品简介

PhytoTrait-3D-F植物光合构型多模态成像系统是一款将叶绿素荧光成像、三维立体成像于一体的植物表型设备，其核心功能在于同步捕捉植物的光合生理活性与三维立体结构。利用叶绿素荧光成像对植物顶端进行无损光化学检测，精准量化叶片的光能利用效率、热耗散能力及光合健康状况；同时获取高精度点云数据以重建植株的整体三维构型，并辅以假彩色纹理信息以识别器官颜色、病斑及生长表型。

PhytoTrait-3D-F植物光合构型多模态成像系统是一款将叶绿素荧光成像、三维立体成像于一体的植物表型设备，其核心功能在于同步捕捉植物的光合生理活性与三维立体结构。利用叶绿素荧光成像对植物顶端进行无损光化学检测，精准量化叶片的光能利用效率、热耗散能力及光合健康状况；同时获取高精度点云数据以重建植株的整体三维构型，并辅以假彩色纹理信息以识别器官颜色、病斑及生长表型。该设备突破了传统单一维度测量的局限，能够在环境胁迫研究中，同步解析“结构避逆性"与“光合耐逆性"之间的协同或权衡机制，特别适用于高通量遗传育种筛选、作物模型建立及精细表型组学分析，为深入理解植物“形态-功能"的内在关联提供直接的技术支撑。

系统特点：

• 集叶绿素荧光成像、三维立体成像于一体，可在同一时空维度下同步获取植物的光合生理、三维结构和外部表型数据，实现“形态-功能"的联合原位测量

• 利用叶绿素荧光成像技术对植物进行无损光化学检测，可精确输出Fv/Fm、NPQ、qP等荧光参数，量化叶片的光能利用效率、热耗散能力及实时光合健康状况。

• 该系统能够精准重建植株的整体三维构型，量化株高、叶倾角、叶面积分布、冠层体积等关键结构参数，支持任意角度的三维可视化分析。

• 该系统可有效识别植株的器官颜色变化、病斑特征、黄化衰老及机械损伤等可见表型，为生理数据提供直观的形态佐证

• 突破传统单维度测量局限，可在干旱、盐碱、高温等逆境条件下，同步解析植物“结构避逆性"与“光合耐逆性"之间的协同或权衡策略，揭示植物的整体适应机制。

• 设计面向高通量遗传育种筛选、作物生长模型建立及精细表型组学分析等场景，兼具自动化运行潜力，适用于温室、人工气候室及可控田间环境，为大规模群体表型研究提供高效技术支撑。

• 可选配RGB成像、热成像等其他成像模块。

技术参数：

• 植株最大成像高度40cm，可定制

• 三维分辨率：X≥0.4mm, Y≥0.1mm, Z≥0.12mm

• 成像速度：400-4500Hz

• 叶绿素荧光：450nm激发光源，最大光强3900μmol•m-2•s-1

• 测量参数：株高、体积、投影面积、郁闭度、叶倾角、ROI分析、Fo、Fm、Fv/Fm、Fm’、ΦPSII等动态叶绿素荧光参数，长、宽、面积等形态学参数，可增选测量蓝绿荧光、NDVI、PRI等反射指数

应用案例：

菠菜植株在不同氮素剂量处理下的 RGB 图像

（a）菠菜植物的RGB图（b）光谱指数图像，（c）分割后的叶片图像，（d）3D点云，（e）使用 K-means 聚类过滤后的 3D 点云以分离植物数据，（f）拟合过滤的植物点云的凸包。

参考文献：

Harikumar A, Shenhar I, Pebes-Trujillo MR, Qin L, Moshelion M, He J, Ng KW, Gavish M and Herrmann I (2025) Harnessing smartphone RGB imagery and LiDAR point cloud for enhanced leaf nitrogen and shoot biomass assessment - Chinese spinach as a case study. Front. Plant Sci. 16:1592329. doi: 10.3389/fpls.2025.1592329