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1、JournalofOpticsApplicationsMonthYear,Volume*,Issue*,PP.*-*ATestofRootImaginginSoilBasedonCBCTChanglingZhang1,XuechengZhou1,2#,PianzhenLi1,HuiYan1,YihaiLi11.CollegeofEngineering,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou,510642,China;2.KeyLaboratoryofKeyTechnologyonAgriculturalMachineandEquipment
2、,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou,510642,China#Email:zxcem@scau.edu.cnAbstractInordertosolvethetechnicalproblemofrootimaginginlarger-scalesoilsample,a160kVminifocusX-rayCone-beamComputedTomography(CBCT)wasusedinthispapertodoatestforrootimaginginsixsoilsampleswiththediametersof210mmand1
3、20mm.ItisshownintheresultthatUsingtheCBCTsystemavailableispossibletoimplementplantrootimaginginlargersoilsampleswithover200mmdiameterbythemeansofincreasingtubevoltageandcurrent,effectivefiltering,systemcorrection,artifactcorrection,correspondingparametersettingandimprovingreconstruction,andthent
4、heimagingqualityofsamples’slicesisbetterwhilesoilparticleissmaller.Keywords:Plantroot;Redsoil;Detectioninsitu;Cone-beamComputedTomography;Imagingtest土壤中植物根系的层析成像检测试验*基金资助：受国家自然科学基金项目（31271609）和国家“863”计划专题课题（2008AA10Z221）的支持资助。张常玲1，周学成1,2#，李骈臻1，严慧1，李一海11.华南农业大学工程学院，广州，5106422.华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教
5、育部重点实验室，广州510642摘要：针对植物根系难以在大尺寸土壤介质中实现有效成像的技术难题，本文采用基于平板探测器的160kV小焦点锥束CT设备，选用直径分别为210mm和120mm两种尺寸不同的6个土壤样品进行植物根系的原位成像检测试验，以期找出影响其原位根系成像的主要因素和影响规律，进而实现较大尺寸土壤样品中植物根系的层析成像。结果表明，通过增加管电压、管电流水平，采取适当滤波、几何校准、伪影校正和优化重建等改进措施，采用现有CBCT成像检测系统能够实现在200mm以上的大尺寸土壤介质中获取根系的原位断层图像；且土壤颗粒越均匀、尺寸越小，获得的原位根系层析成像质量越好。关键词：
6、植物根系；红壤土；原位检测；CBCT；成像试验引言根系是植物从土壤介质中获取水分、养分的重要器官，其在土壤空间中的生长分布情况直接影响到植物吸收养分和水分的能力，从而影响植物的生长及产量，所以对植物根系在原位状态下的研究显得尤为重要。然而，其特殊的生长环境及其复杂性的形态结构使得传统的根系测量工具和测量方法难以实现对植物根系进行原位、快速、无损的三维观测和准确分析。植物根系观测分析方法的落后已经成为制约根系形态学、根系生物学等相关领域深入进展的技术瓶颈[1]。随着计算机视觉和图像分析等相关技术的发展，计算机层析成像技术为原位无损植物根系的研究提供了一个有效的方法，近年来国内外在植物根系
7、观测技术的研究上取得了重要进展。Tollner-6-URL等(1994)尝试了大豆等较细根系的CT成像研究，对生长在沙质土柱（高460mm、直径150mm）内的原位根系进行了CT扫描，每周1次，共安排了将近3个月的连续扫描检测。结果发现，仅能识别出三周以后的、接近土壤表面的大豆主根，而之后所有的扫描检测再没能取得新的进展，大豆主根以外的所有根系均不可见[2]；Heeraman等人（1997）采用高分辨率的高能工业CT（ICT）设备对种植在沙壤土
