专利名称：一种应用于水质物质对小麦种子萌发急性毒性测定的小麦根长处理方法
技术领域：
本发明涉及计算机图像处理技术领域，更具体地涉及应用于水质物质对小麦种子萌发急性毒性测定的小麦根长计算机图像处理测定方法。
背景技术：
水质物质对植物种子发芽急性毒性测定方法由于其简便性、准确性、经济性越来越受到学者们的青睐。在关于试验方法、试验材料以及试验数据处理方面人们都做了大量的探索，在诸多的试验材料中，小麦(Triticum aestivum )种子正被逐渐证明是一种十分理想的材料。作为一种优良的试验材料，以往的试验方法，有一些环节不能尽可能做到精确。比如根长的测量根的生长抑制指数被认为是在发芽试验中最能反映物质对小麦种子发芽的毒性大小，故而根长的长度测量至关重要。以往传统方法是利用尺子进行直接测量，由于根长大都在2cm左右，长度较短，误差较大甚至会出现错误。又有些根生长的不规则，弯曲现象十分严重，用尺子测量必然有诸多错误。关于此有很多试验方案的修订，其中利用重力作用能够做到尽可能保证根部的生长呈直线状，但结果往往是在加重试验劳动强度的同时收获不甚大。此处介绍的方法在原有技术基础上，运用现代科技技术手段，首先在小麦发芽试验中的根长测量中做到了科学精确。其次在根长的计算上进行了一次修订，使试验数据更合理准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种主要应用于水质物质对小麦种子萌发急性毒性测定的小麦根长测定计算方法。本发明通过以下技术方案来实施
一种小麦根长的测定计算方法，其特征在于将小麦实物图形扫描成像，再通过全能型植物图像分析仪系统对图像进行分析，得出根长数据；所述根长为复合根长用小麦所有的根(发芽试验中，小麦所生长的根为初生根，在生长良好状况下小麦的初生根一般为三条，偶尔为四条)的复合长度来替代单一最长根长度。小麦实物是经过小麦种子发芽试验得到的。复合根长的计算方法为Lc= (L1+^+- Ln) /N。其中L。为小麦复合根长
Li、L2、L3、Ln为小麦单一根根长 N为小麦根数
本发明提供的测定计算方法是应用于水质物质对小麦种子萌发急性毒性测定。发芽试验应用于对物质急性毒性测定虽已受到人们的重视，但至今尚无相关标准，究其原因可能有以下两个方面一是发芽试验材料的选育，二是相关操作(比如用尺子测量根长)人为差异大，难以统一。本发明彻底放弃原有的根长测量方法，利用计算机图像处理技术，在增加了测量精确度的同时又消除了由于操作者不同有可能造成的差异，使试验的可重复性增强。另外在根长的数据处理上摒弃原有的最长根长作为种子萌发试验中唯一根长数据，而采用复合根长作为根长的数据处理源，在此基础上进行数据分析处理，更科学合理。通过对种子萌发试验方案的修正，使得方案愈加科学，数据更能真实地反映物质对生物毒性大小。从而达到将此方案作为一种标准化技术，并且普遍推广应用到实际生产之中的目的。本发明是需要在传统的小麦种子发芽试验的基础上进行的一种后期处理工作，小麦种子发芽试验操作如下
1将种子于1%的NaClO溶液中浸泡20-25分钟消毒，然后自来水，蒸馏水，超纯水各冲洗三次。2将所要进行毒性测定的物质(水质物质)用蒸馏水配制成一定浓度梯度的溶液。3培养皿清洗干净，蒸馏水润洗烘干后铺2层滤纸，加入6-10ml试验操作2中所配制溶液，每皿20-30粒处理过的种子，三组重复，蒸馏水对照。4将培养皿置于培养箱25°C黑暗条件下，当对照组发芽率大于80%，最长根长度大于2cm时停止试验，测量根长。通过以上试验过程，得到毒性物质作用下发芽的小麦，通过对发芽小麦的根长生长变化情况分析便可得出所要进行毒性测定的物质的毒性大小。在试验结束之后，进行的根长的测量通过扫描仪(优选CanoScan LiDE 600F)通过一定分辨率将实物图形扫描成像，然后再通过+万深LA-S全能型植物图像分析仪系统 (浙江理工大学视觉检测研究所研制)对图像进行分析，得出根长数据。传统的方法只测量种子萌发过程中的最长根的长度，并将其作为根长的数据进行数据分析。而小麦萌发过程中有多条初生根，一般而言中间那条根最长，两侧根长长度相仿而且短于中间根。但有些时候中间根生长会由于一些原因发生畸变，根长远小于其他两条根，所以选取最长根作为根长的唯一表示是不甚合理的。新方法是将所有根长都进行测量， 最后以复合根长代替单一根长，并运用到数据分析中去，从而得出科学的解释。在种子萌发试验过后的数据测量和处理过程中，通过运用扫描仪和植物图像分析仪系统测量出根的实际长度，通过客观的分析系统得出不受人为判断影响的客观数据，数据准确可靠。另外在数据取舍上用小麦发芽过程中产生的根的复合长度来替代单一最长根长度。在种子萌发过程中所产生的初生根，其生长过程中均受到了环境中有毒物质的胁迫，所以它们的生长抑制均能体现物质毒性大小。又由于最长根有可能是某些组织细胞对物质毒性产生了抗性。所以总体来说所有根的复合长度较单一最长根长度更能反映实际胁迫情况。与现有技术相比，本发明具有以下突出效果
新方法的建立是在原有方案基础上，对其科学性、简便性、经济性、可重复性的一次提尚。1.通过扫描仪及图像分析仪系统，降低了由于人的主观判断有可能带来的误差甚至错误。提高了科研工作的精确性。2.使得原本需要人为逐一进行测量记录变成了计算机批量输出结果，降低了劳动强度，同时尽可能保证了小麦根长的测量是在同一时间进行的，有效解决了因为测量时间不一致而导致的最后测量的小麦继续生长，其测得结果大于初始测量时测得结果的问题。3.所购扫描仪器和分析系统虽初期经济投入较大，但作为可长时期使用的设备， 在长时期使用中每次均摊的经济成本要远低于因根系的生长状态不适合于尺子测量而做的修订工作所花费的成本。4.人为主观因素的减少，使客观性增强。因为使该方法的可重复性大大增强。
图1为某种水质物质处理下春小麦复合根长变化情况图2为某种水质物质处理下春小麦最长根长变化情况
具体实施例方式实例1
1、试验材料
春小麦种子、培养皿、滤纸、培养箱、扫描仪、+万深LA-S全能型植物图像分析仪系统、 取自东莞市某造纸厂生产废水样品(水质物质)。2、试验过程
时间:2010. 6 — 2010. 12. 温度25°C
(1)将种子于1%的NaClO溶液中浸泡20分钟消毒，然后自来水，蒸馏水，超纯水各冲洗三次。(2)将所取得的某造纸厂生产废水样品(水质物质)用蒸馏水配制成一定浓度梯度的溶液。(3)培养皿清洗干净，蒸馏水润洗烘干后铺2层滤纸，加入6ml试验操作(2)中所配制溶液，每皿20粒处理过的种子，三组重复，蒸馏水对照。(4)将培养皿置于培养箱25°C黑暗条件下，当对照组发芽率大于80%，最长根长度大于2cm时停止试验，测量根长。(5)通过扫描仪通过一定分辨率将实物图形扫描成像，然后再通过+万深LA-S全能型植物图像分析仪系统(浙江理工大学视觉检测研究所研制)对图像进行分析，得出小麦的所有根长的数据。(6)复合根长的计算方法为 Lc= (Li+I^+I^+··· Ln) /N。其中L。为小麦复合根长
Li、L2、L3、Ln为小麦单一根根长 N为小麦根数
5表1为上述实验的结果，其中ckl组为对照组，clO, c20、c40、c60、c80和clOO组为不
同梯度浓度的含水质物质的实验组，空白数据表示小麦未萌发。
表1本发明所用方法与传统测量方法所得小麦根长数据
权利要求
1.一种小麦根长的测定计算方法，其特征在于将小麦实物图形扫描成像，再通过全能型植物图像分析仪系统对图像进行分析，得出根长数据；所述根长为复合根长用小麦所有根的复合长度来替代单一最长根长度。
2.根据权利1所述的方法，其特征在于所述小麦实物是经过小麦种子发芽试验得到的。
3.根据权利1所述的方法，其特征在于所述复合根长的计算方法为L。=(!^+“+“+… Ln) /N;其中L。为小麦复合根长；Lp L2、L3、Ln为小麦单一根根长；N为小麦根数。
4.根据权利1所述的方法，其特征在于其应用于水质物质对小麦种子萌发急性毒性测定。
5.根据权利2所述的方法，其特征在于所述小麦种子发芽试验其操作过程如下 ①将种子于1%的NaClO溶液中浸泡20-25分钟消毒，然后自来水，蒸馏水，超纯水各冲洗三次；②将所要进行毒性测定的物质用蒸馏水配制成一定浓度梯度的溶液；③培养皿清洗干净，蒸馏水润洗烘干后铺2层滤纸，加入6-10ml试验操作2中所配制溶液，每皿20-30 粒处理过的种子，三组重复，蒸馏水对照；④将培养皿置于培养箱25°C黑暗条件下，当对照组发芽率大于80%，最长根长度大于2cm时停止试验，测量根长。
全文摘要
本发明涉及计算机图像处理技术领域，更具体地涉及应用于水质物质对小麦种子萌发急性毒性测定的小麦根长计算机图像处理测定方法。本发明通过扫描仪通过一定分辨率将实物图形扫描成像，然后再通过全能型植物图像分析仪系统对图像进行分析，得出根长数据；根长为复合根长用小麦萌发过程中产生的所有根的复合长度来替代单一最长根长度。在种子萌发试验过后的数据测量和处理过程中，通过运用扫描仪和植物图像分析仪系统测量出根的实际长度，通过客观的分析系统得出不受人为判断影响的客观数据，数据准确可靠。
文档编号A01C1/02GK102252618SQ20111009873
公开日2011年11月23日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年9月5日
发明者丁芝海, 辛国荣, 郑政伟, 郭旭英 申请人:中山大学