CN103327807A

CN103327807A - 用于监测植物的生长条件的系统

Info

Publication number: CN103327807A
Application number: CN2012800062933A
Authority: CN
Inventors: F·莱恩斯; C·范达尔; F·费欧莱尼; P·勒热纳
Original assignee: BASF Plant Science Co GmbH
Current assignee: BASF Plant Science Co GmbH
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-09-25
Also published as: AU2012210278B2; AR085784A1; WO2012101546A1; MX2013007479A; CA2823485A1; BR112013018854A2; MX342102B; AU2012210278A1; JP2014502851A; EP2667698A4; US20140173769A1; EP2667698A1; RU2013139215A

Abstract

公开了一种用于监测多个植物容器（112）生长条件的系统（110）。所述系统（110）具有用于传送植物容器（112）的传送系统（118）。每个植物容器（112）包括至少一个生长培养基（114）并优选包括至少一个植物标本（116）。所述系统（110）进一步包括至少一个测量位置（130），所述测量位置（130）具有至少一个非接触电容式湿度传感器（132）。所述系统（110）适于将植物容器（112）连续传送到测量位置（130）并从测量位置（130）传送。所述系统（110）进一步适于通过使用非接触电容式湿度传感器（132）在测量位置（130）中测量植物容器（112）的生长培养基（114）的湿度。

Description

用于监测植物的生长条件的系统

技术领域

本发明涉及用于监测多个植物容器的生长条件的系统和方法。本发明进一步涉及用于跟踪多个植物标本的生长条件的跟踪方法。本发明进一步涉及用于培植植物的方法，用于表型、用于基于表型评分选择最期望的基因型的改进的植物生长的方法，并涉及用于生长植物的胁迫抗性（stressresistance）的快速分析方法。本发明进一步涉及在培植植物过程中非接触电容式湿度传感器的用途，在干旱筛选中非接触电容式湿度传感器的用途，以及用于测量植物容器中的含水量的非接触电容式湿度传感器的用途。本发明进一步涉及用于提供植物标本的种群的方法以及通过该方法生产的植物标本的种群。

这种类型的系统、方法和用途可以应用在农业研究和生产的所有领域中，以及应用在涉及植物或植物标本的化学和/或生物技术的所有领域中。优选地，根据本发明的系统和方法可应用于植物测试的技术领域和植物处理方法的测试中，诸如一个或多个：最佳生长条件的测试和/或评估；植物对特定类型胁迫的抗性测试；特定肥料和/或营养的测试；具有一个或多个期望属性的植物的选择和/或培植；特定处理的效果测试和/或有效性，诸如采用肥料和/或农药的植物或植物标本的处理。然而，本发明的其它应用也是可能的。

背景技术

传统上，在用于各种目的的农业和植物培植技术领域中，最佳生长条件的确定和/或控制已经是成功的农民或培育员的最重要技能之一。然而，在许多情况下即使最有才华和辛勤的耕作也不能防止植物免受多变或不可控的条件，诸如气候变化，生长培养基的属性改变，或其它不可控的外部影响。然而，外部影响中的这些变化在许多情况下对于比较具体的培植结果（诸如比较植物某种处理效果和/或比较不同类型的植物）的可能性是不利的。

由于这些原因，近年来已经开发了许多技术，其允许各种类型的植物生长条件的更精确确定和/或控制。因此，WO2004/068934A2公开了用于培植植物的过程，包括在具有受控的营养供应和给水的受控气候条件环境中，承担均匀特性生长培养基的容器阵列中物种的植物生长。该过程进一步包括在所需环境内的容器位置改变，以确保环境条件下的容器中所有植物至少基本上均匀的暴露。该过程进一步包括通过比较植物的表型特性，对于商业用途选择用于进一步培植的植物的步骤。

同样地，EP1433377A1公开了适用于结合容器使用的设备，在该容器中一种或多种植物生长并且用于接收询问信号并通过发送唯一标识符信号自动响应的设备与其相关联。该装置包括：传送机部件，通过该传送机部件可支持容器用来移动容器；用于发送询问信号的部件；用于记录标识符信号作为数字输出的部件以及计算机部件，将数字输出提供给该计算机部件用于在数据库中以预先描述格式的数据存储，用于操作以承担关于容器的数据比较。

该指定的现有技术文件主要涉及适于提供和/或控制大量植物生长条件的系统。然而，即使在受控环境条件下，生长条件也可从植物到植物以及从容器到容器变化，因为例如水或液体或营养的需求可取决于具体植物。因此，作为一个例子，尽管在相同的环境条件，但每个生长容器中的湿度也可能变化。因此，已经开发出大量的适于确定植物的实际生长条件的分析技术。

除了光学技术之外，已知有用于检测生长条件的其它类型传感器。因此传统的称重技术是已知的。然而用于监测土壤湿度的这类称重技术需要复杂的技术系统，以便将容器放置在称重机器上。随后，容器必须达到平衡以便称重。因此这些系统减缓了高通量筛选的过程。此外，需要将测量到的重量转换成含水量。因此，需要确定土壤的干燥含量和容器的重量，并且其后容器的所有处理必须以不丢失土壤的方式执行。

此外，CN0201349436Y公开了自动花卉浇水控制器，其包括花盆、湿度传感器、控制器和水管，其中湿度传感器嵌入到花盆的土壤中。当土壤中水分含量减少时，湿度传感器发出缺水信号给控制器以便实现花卉浇水。

除了嵌入土壤中的湿度传感器，其它类型的湿度传感器也是已知的。例如WO2010/031773A1公开了植物生长基质含水量的测量设备，以确定用于生长植物材料的基质中含水量值。该设备包括第一电极和第二电极，以及连接到第一电极和第二电极上的控制部件，控制部件包括用于登记在第一电极和第二电极之间的电容的检测部件以及从登记电容推导基质中含水量值的计算部件。

同样地，WO93/13430A1公开了用于植物水合作用状态的非侵入性监测的系统，该系统包括包含多个导电元件的定时电容器，所述导电元件适于安装在植物部分上以感测植物部分的水合作用状态电容。此外，将电容频率转换器电连接到定时电容器上并将电势提供给定时电容器。

此外，在期刊Agricultural Engineering Research1998年卷第71期，第395-403页的C.M.K.Gardner等人的Soil Water Content Measurementwith a High-Frequency Capacitance Sensor中，公开了土壤含水量的电容式监测的细节。具体而言，其公开了使用插入到土壤中的探针和/或电极的电容式湿度测量的包括校准技术的基本原理。

同时，用于水分测量的电容式传感器在商业上可用于各种各样的应用。例如，在可从德国的Feuchtemesssysteme und Industriekomponenten获得或www.acoweb.de上的在线文献J.Mergl的Process Automation andOptimization with Online Moisture Measurement中，公开了商业可用的传感器系统，其可用于各种类型散装固体中的诸如用于质量控制或监测流程的在线水分测量。

在DE19710591A1中，公开了发射器和接收器的用途。由通过含有土壤的植物容器的电感耦合测量容器的含水量。

在US3,626,286中，公开了用于测量土壤中水分的仪表。该仪表使用采用在探针之间的土壤隔开的两个探针。该探针可以是绝缘金属板或由多个导体制成的平面绝缘电缆。该电路具有向探针发送信号的超声波振荡器，其起到取决于土壤水分含量的可变电容器的作用。此外，公开了用于生长植物的水分传感器的用途。

在EP0392639A2中，公开了用于测量基质含水量水分或用于至少一部分由人造材料组成的生长植物的生长产品的方法。在两个或多个电极之间测量所述基质的电容值。

在WO2004/109238A1中，公开了多功能传感器，其包括被布置为在由湿度敏感聚合物分隔的电阻器中心到周围电阻器的金属层。此外，公开了使用传感器的植物管理系统以便监测在植物附近土壤中的水分。该传感器被夹在传感器桩上并被推入地面中。

在EP1564542A1中，公开了植物生长分析系统和方法。其使用了用于获取图像的图像获取系统和用于输送多个植物的输送机构。此外，公开了诸如温度和湿度的环境条件记录。

在US2010/0286973A1中，公开了用于以植物培植实验的交换表型为目标的方法。在该方法中，收集至少一个位置的土壤数据并将其应用于执行至少一个位置的环境监测的作物模型以生成环境数据。

在WO2010/031780A1中，公开了改进的植物培植系统。该文献特别涉及在培植系统中的植物表型和植物基因型的自动化高通量分析的方法。

在FIELD CROPS RESEARCH的第105卷第1-22008中的第1-14页中的L.Cattivelli等人的“Drought tolerance improvement in crop plants:An integrated view from breeding to genomics”中，公开了培植植物中干旱效应的大致观察。

然而，尽管在生长条件的监测和控制领域中已经取得进展，但本领域中已知的设备和方法仍表现出一些主要缺点。

使用接触式探针，诸如CN0201349436Y公开的设备的湿度传感器的缺点在于，考虑到湿度仅监测植物土壤内的有限空间。此外，这种类型的接触式探针可造成植物的根的损害，并且包括将探针伸进和伸出土壤的反复探测将使土壤松动。此外每次探针从土壤取出，一些土壤将与探针一起带出，这在反复测量之后可使容器半空或可导致容器的交叉污染。

非接触式方法和系统，诸如许多电容式测量作为在WO2010/031773A1中公开的测量系统，通常被设计用于监测和/或控制在一个基质材料中的含水量。其甚至指出一个以及相同基质的连续测量是有利的，以便避免中断。然而这些发现导致这样的事实，在已知系统中必须提供大量的湿度传感器以便监测和控制每个和所有的植物标本。因此，考虑到传统技术，大量植物和/或生长条件的高通量筛选是极其昂贵和复杂的。

发明内容

因此本发明的目的是提供至少部分地避免现有技术中已知的系统和方法的缺点和不足的系统和方法。具体而言，该系统和方法应该实现在显著减少的技术和财政努力下的大量植物和/或生长条件的更精确培植、监测、调节和测试。

这个问题通过独立权利要求中声明的系统、方法和用途解决。本发明的可以孤立的方式或以任意的组合来实现的优选实施例在从属权利要求中公开。

在本发明的第一方面，公开了用于监测多个植物容器的生长条件的系统。该系统可以是单一装置或可包括两个或两个以上数量的装置，其可以以集中或分散的方式布置。在系统包括多于一个装置的情况中，该装置可至少部分地通过机械和/或电气部件互连，或可至少部分以孤立方式运行。

如在本说明书中所使用的，采用术语“包括”或其语法变化以指定所述特征、整数、步骤或部件或其组合的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、部件或其组合的存在和附加。这同样适用于术语“具有”或其语法变化，其用作术语“包括”的同义词。

如在本发明中所使用的，表述“监测”可指一个或多个参数，诸如物理和/或化学参数的检测和/或记录。该参数可以以任意方式，诸如通过测量一个或多个数字和/或模拟信号，和/或通过在数据存储设备和/或数据库上记录一个或多个信息，和/或通过提供参数的硬拷贝来进行检测和/或记录。其它类型的检测和/或监测也是可能的。

如在本发明中所使用的，表述“生长条件”可涉及任何效应或影响，诸如可能对植物生长具有影响的外部影响。因此，生长条件可包括一个或多个以下条件：诸如土壤和/或水培物的生长培养基的湿度；在生长培养基和/或环境空气中的一个或多个分析物和/或化合物的存在和/或浓度；环境空气的湿度含量；生长培养基的温度；环境空气的温度；光量；空间量。

生长条件的监测可意味着一个或多个生长条件的简单记录，和/或甚至可包括生长条件的控制和/或修改。因此，术语“监测”可意味着一个或多个生长条件的调整和/或调节。

如在本发明中所使用的，术语“植物容器”可意味着任何类型的容器，其适于至少部分地保持生长培养基和/或植物或植物标本，诸如提供机械支持和/或壳体，其完全或部分地环绕在生长培养基和/或植物或植物标本周围。植物容器可以是任意形状并且可选自包括盆、碗、杯、吊篮或任何其它形状的组合。基本上，植物容器可至少部分地环绕在生长培养基周围，或甚至可以是生长培养基本身的一部分。因此，生长培养基至少可以部分地固化以便提供机械保护并且以便防止碎裂。因此，植物容器可包括固化的生长培养基的外层，而生长培养基的另外部分至少部分地包括在该外层中。其它类型的植物容器也是可能的。

系统或至少系统的一部分可放置在诸如温室或任何其它环境的受控环境中，在其中诸如环境空气的温度和/或湿度的至少一个气候参数可被控制或甚至至少调节到一定的程度。受控环境（诸如温室）甚至可以是系统本身的一部分。传送系统和/或测量位置可位于受控环境内部。

该系统适于监测多个植物容器的生长条件。植物容器可以是系统的一部分。可提供多个至少两个的植物容器，优选为多个至少五个的植物容器，更优选地可提供至少十个或甚至至少一百个的多个植物容器或可以是系统的一部分。每个植物容器可包括特定量的生长培养基和至少一个植物或植物标本。

该系统具有用于传送植物容器的传送系统。传送系统可包括用于传送植物容器的任何已知部件，诸如选自一个或多个以下部分的系统：输送机，优选为皮带输送机或带式输送机；辊皮带；辊式输送机；诸如运动状态的线性致动器；运输车；夹具；起重机；机器人。然而，该指定的系统和/或其它系统的组合是可能的。优选地，输送系统适于自动输送植物容器，优选地不需要任何人工输入或交互。然而，其它类型的传送系统也是可能的。

如上所述，每个容器包括至少一个生长培养基并优选地包括至少一个植物标本。如在此所使用的，术语“植物标本”可指任何植物或植物的一部分，如根、主干、叶片、种子、幼苗。优选地，每个植物容器精确的包括一个植物或植物标本。然而，其它实施方式也是可能的。在下文中，除非另外明确提及，术语“植物”和“植物标本”用作同义词，尽管事实上两个术语都可指一个或多个完整植物或其部分，如根、主干、叶片、种子、幼苗。与单数或复数形式的使用无关，术语“一个植物、多个植物、一个植物标本或多个植物标本”各自可指在多个植物或植物标本上的一个单一植物或植物标本。

该系统进一步包括至少一个测量位置，所述测量位置具有至少一个非接触电容式湿度传感器。这个测量位置可以包括测量站，其可以或不可以是传送系统的一部分，或可以连接到传送系统以便允许容器到测量位置和容器从测量位置的连续传送。可以提供多于一个测量位置。如在此所使用的，术语“测量位置”表示系统的位置和/或装置，在该测量位置或通过该测量位置可以执行至少一个测量。然而，其它类型的功能可包括在测量位置中，诸如控制部件和/或浇水部件，诸如浇水站，记录部件，计算机部件或其它类型的功能或其组合。

测量位置（例如由测量位置中系统包括的一个或多个装置）具有至少一个非接触电容式湿度传感器。如在此所使用的，术语“非接触”指不一定必须与包括在容器中的植物或植物标本直接接触的方式。非接触电容式湿度传感器不必须需要接触生长培养基，也不接触植物或植物部分用于湿度测量。优选地，这样设计系统使得在全部测量周期期间没有非接触电容式湿度传感器的部分与植物或植物标本的任何部分接触。此外优选地，没有非接触电容式湿度传感器的部分与生长培养基接触。优选地，非接触电容式湿度传感器位于植物容器的外侧，而不需要在任何时候将非接触电容式湿度传感器的任何部分插入生长培养基中。

如在此所使用的，术语“电容式湿度传感器”指基于电容测量原理的传感器或传感器系统。因此，作为示例，可以使用J.Mergl在上述公开中披露的电容式传感器。优选地，电容式湿度传感器可适于产生电场，该电场优选为至少部分地过滤或渗透生长培养基的交变电场，该生长培养基优选为包括在测量位置的容器中的整个生长培养基。根据由生长培养基和任选的植物或植物标本的湿度诱导的电容变化，传感器或系统可推断生长培养基和任选的植物或植物标本的湿度。该湿度可以给定的物理单元的绝对值提供，诸如g/cm³，或可以以任何其它方式提供，诸如通过提供一个或多个直接或间接与湿度相关的参数，以使湿度可以直接或间接来源于这些参数。

该系统适于连续传送容器到测量位置或从测量位置传送容器。具体而言，传送系统可适于提供这种连续传送。连续传送可意味着一个或多于一个的植物容器被传送到由湿度传感器测量的测量位置，接着是至少一个另外的植物容器或一组植物容器，其在稍后的时间点被传送到测量位置。优选地，该系统适于传送容器到测量位置并以相等的时间间隔从测量位置传送容器，使得在到测量位置的第一植物容器的传送和到测量位置的连续植物容器的传送之间的时间间隔对于所有的植物容器是相等的。其它实施例也是可能的。可以提供单一测量位置或多个测量位置。传送可以以逐步方式或以连续方式或以其组合来执行。

该系统进一步适于通过使用非接触电容式湿度传感器测量在测量位置的容器生长培养基的湿度。出于这个目的，可以使用如上所述或如一个或多个指定的现有技术文件所述的电容式湿度测量方法。湿度测量的结果可受到系统的进一步处理，诸如选自如下的处理：测量结果的显示，测量结果的存储和/或记录，在数据库中测量结果的存储，测量结果的硬拷贝输出。所指定的可能性和/或其它可能性的组合也是可行的。

相对于许多现有技术系统，本发明的优点的事实在于非接触电容式湿度测量是可行的。该系统适于以非接触方式确定植物容器中的含水量。例如非接触电容式湿度传感器可以适于建立圆顶形测量区域，使得可以测量在非接触电容式湿度传感器上方、下方或附近的该圆顶形状区域内体积的含水量。测量的圆顶形状区域可以完全覆盖在测量位置中至少一个植物容器的区域，使得可以测量在容器中整个生长培养基的含水量，而不是使用湿度探针的已知测量。此外，可以避免复杂计算和/或测量，诸如来自重量测量的含水量的计算。此外，通过使用非接触测量，可以避免土壤或任何其它生长培养基的损耗。此外，可以避免土壤结构或生长培养基结构的干扰，以及对根的潜在损伤。

该系统可适于执行高通量筛选测量，优选地以自动化方式执行。测量可以流畅地执行，而不需要诸如光学系统的反射限制的复杂的测量程序。

如上所述，传送系统可以以各种方式设计。优选地，传送系统可以是或可以包括适于将所有的容器重复传送到测量位置中的闭环系统。如在此所使用的，表述“闭环系统”指传送系统能够以预定的顺序传送多个植物容器，传送系统能够重复和连续地以预定顺序将植物容器传送到测量位置中。因此优选地，传送系统包括任意形状的传送圈，传送圈能够通过使用传送圈的第一部分将每个植物容器重复传送到测量位置，并且通过使用传送圈的第二部分从测量位置传送植物容器，第二部分连接到第一部分，优选地连接到测量位置外部。然而，其它传送系统也是可能的，诸如使用一个或多个机器人或用于将植物容器传送到测量位置中的其它传送装置的传送系统。

优选地，用于监测多个植物容器生长条件的系统适于在预定的时间点和/或预定的时间间隔（优选至少每周一次或甚至每天一次）将每个容器传送到测量位置中。该实施例例如可以通过监测每个植物容器的位置并且通过以满足上述条件这样的方式适应传送速度而实现。可替代地或额外地，传送系统可包括多个预定的传送地点，每个传送地点可能由至少一个植物容器占用，诸如预定的传送带占地面积（floor space）。一旦已经过了预定的时间间隔，诸如几秒、几分钟或甚至几小时的时间间隔，就可在预定的时间间隔将传送地点连续地传送到测量位置，诸如通过触碰新的传送地点到测量位置中。传送地点可包含传送系统的特定平台或占地面积，诸如等距的平台，其中每个植物容器可能位于平台上。其它传送地点或其它类型的传送系统是可能的。

在优选实施例中，非接触电容式湿度传感器执行或可以适于执行从植物容器的较低侧通过植物容器底部的湿度测量。因此，非接触电容式湿度传感器可适于产生电场，诸如交变电场，其渗透植物容器的底部。例如，如上所述，非接触电容式湿度传感器可以适于产生通过底部渗透植物容器的圆顶形状电场，并优选地覆盖植物容器的全部内容。

优选地，非接触电容式湿度传感器可包括一个紧凑的传感器单元，其可以位于测量位置中的植物容器下面。因此，可以使用如J.Mergl在上述公开中披露的传感器单元。然而，非接触电容式湿度传感器可以是或可包括其它类型的传感器。

优选地，非接触电容式湿度传感器适于测量植物容器的整个内容的湿度，其意为包括在位于测量位置中相应植物容器中的至少生长培养基的整个内容。此外，非接触电容式湿度传感器可适于测量被包含在植物容器中的植物湿度。

如上所述，非接触电容式湿度传感器优选地可适于产生电场，该电场优选为交变电场。优选地，非接触电容式湿度传感器可在10MHz至300MHz操作，优选在80MHz至150MHz工作。这些频率非常适合渗透植物容器的通常材料，诸如塑料材料、粘土、陶瓷材料、石头、织物或通常用于植物容器的其它材料。此外，这些频率非常适合渗透通常的生长培养基，诸如土壤、织物、水培物或其它生长培养基。

非接触电容式湿度传感器可适于产生表征湿度的至少一个测量信号。该至少一个测量信号可以是单一信号或信号序列。测量信号可以包括模拟和/或数字信号。测量信号可以是电信号，诸如电压和/或电流信号和/或数字电信号。优选地，非接触电容式湿度传感器可适于产生至少一个电压信号，优选为从0VDC至10VDC的电压信号，和/或电流信号，优选为从0mA至20mA的电流信号。然而，其它实施例也是可能的。

如上所述，传送系统可以以各种方式设计并且可以包括一个或多个类型的传送装置。优选地，传送系统包括至少一个传送带。在该实施例中，非接触电容式湿度传感器优选可以安装在传送带下面，优选在测量位置中。然而，如上所述可替代或额外地，其它类型的传送装置也是可行的。

除了测量位置，系统还可进一步具有至少一个浇水站，且系统可适于向每个植物容器中的生长培养基添加液体，优选自动添加液体。可以提供一个或多个浇水站。可以将浇水站至少部分地集成到测量位置中，或可替代或额外地，系统可包括至少一个与测量位置无关的单独的浇水站。

如在此所使用的，术语“浇水站”指适于向生长培养基添加液体的系统装置。因此，浇水站可包括一个或多个液体供应和一个或多个孔或适于向生长培养基提供液体的其它类型的装置，诸如立方体、阀门、喷嘴、龙头、喷雾器或所指定装置和/或其它装置的任何组合。

此外如在此所使用的，术语“液体”可指至少部分为液体状态的任何物质。优选地，术语“液体”指水性物质，诸如纯水或包含一种或多种成分诸如盐、营养素、肥料、农药中的一个的水。因此，甚至可使用盐水并且可以将其添加到植物容器中。对在每个植物容器中的生长培养基的液体添加（当位于浇水站中时优选在每个植物容器中）可以自动、半自动或非自动地执行，其中优选液体的自动添加，即不需要人的介入和/或干预的液体添加。

该系统可适于自动控制每个植物容器或每个植物容器的生长培养基的湿度。如在此所使用的，术语“控制”指到预定水平的湿度调整，优选为自动调整。该系统甚至可适于调节在每个植物容器中的生长培养基的湿度。如在此所使用的，术语“调节”指过程，其中湿度实际值与至少一个预定目标值比较的过程，并且由该比较产生至少一个具有对生长培养基湿度的影响的作用变量（actuating variable），诸如对浇水站起作用的作用变量。然而，其它类型的浇水站也是可行的。

优选地，该系统可适于向每个植物容器中的生长培养基添加（优选自动地添加）液体到预定的湿度水平。如上所述，这种液体的添加可以以受控或甚至受调节的方式执行。优选地，可以诸如通过计算机系统和/或手动来调整至少一个预定的湿度水平。优选地，预定的湿度水平可对于每个植物容器单独可调节。

在进一步优选的实施例中，该系统可适于通过评估至少一个植物容器中，优选所有植物容器中的湿度来自动识别系统故障。优选地，该系统可适于自动识别至少一个可选浇水站的故障。因此，该系统可适于识别一个或多个或优选所有植物容器中的湿度水平等于或低于预定的下部水平，并因此可适于自动识别浇水站和/或传送植物容器到浇水站的传送系统的故障。

在识别到故障的情况下，该系统可进一步适于采取（优选自动采取）一个或多个预定的安全措施。因此，该系统在识别出系统故障，优选识别出浇水站故障的情况下可适于执行一个或多个以下动作：输出警告，诸如通过显示警告和/或输出至少一个声学和/或可视警告信号和/或通知系统的至少一个另外的部件或至少一个外部部件；停止系统的总体动作；停止传送系统的总体动作；记录故障，诸如通过记录数据库中的故障，优选通过记录包括故障的至少一个时间点和/或故障类型的条目。然而，可替代地或额外地，可采取其它类型的安全措施，诸如调整添加到每个植物容器的液体量，例如通过临时增加添加到植物容器的液体量。

在进一步优选的实施例中，植物容器每个可具有至少一个标识符。优选地，这些标识符可以是或可以包括一个或多个以下标识符：条形码；非接触式电子标识符，该电子标识符优选为至少一个快速射频识别标签（RFID标签）。然而，可替代地或额外地，其它类型的标识符也是可能的。优选地，该至少一个标识符包括至少一个非接触式标识符，即包括至少一条信息的标识符，其可以从标识符读取而不需要在读取机构和标识符之间的任何物理接触。每个植物容器可包括一个或多个标识符。该至少一个标识符可包括在植物容器中，诸如通过将标识符集成到植物容器的材料中和/或植物容器的表面上（优选在外表面上）和/或通过将标识符集成到植物容器的内部空间中，诸如通过将标识符实现到植物容器内的生长培养基中和/或通过将标识符实现到包含在植物容器中的植物上或植物内。可替代或额外地，实施到植物容器中的其它类型的标识符也是可能的。一般来说，该至少一个标识符不一定必须与植物容器物理接触，但应该以任何明确的方式分配给各个植物容器。

该系统优选适于识别标识符。因此，该系统可包括一个或多个识别装置，诸如一个或多个读取装置，其可位于系统的一个或多个位置，优选位于传送系统的一个或多个位置中。因此，该系统可包括至少一个用于读取在测量位置中和/或在浇水站中或附近的至少一个标识符的读取装置。如在此所使用的，术语“读取”指包含在至少一个标识符中的至少一条信息的检测，视情况需要包括解码信息的一个或多个步骤。

优选地，该系统适于识别当前位于测量位置中的植物容器。可替代或额外地，该系统可适于识别当前位于浇水站和/或系统的任何其它预定位置中的各个植物容器。这可通过定位至少一个读取装置实现，所述读取装置适于读取在浇水站和/或测量位置中的各个植物容器的电子标识符。然而，可替代或额外地，其它类型的实施例也是可能的。

因此，该系统可包括与测量位置分离和/或与浇水站分离的至少一个读取站，且优选可适于从该读取站跟踪植物容器的运动，诸如以逐步或连续的运动，以便识别当前位于测量位置和/或浇水站中的特定植物容器。通过组合传送信息，所述传送信息可通过传送系统或系统的其它部分提供，使用由至少一个读取站提供的信息，可以检索植物容器的精确行踪和每个植物容器的当前位置信息。

在本实施例或其它实施例中，适于读取至少一个标识符的至少一个可选读取装置可包括一个或多个类型的读取装置。因此，可包括一个或多个光学读取装置，诸如用于读取被分配给容器的一个或多个条形码的光学装置。因此，可包括一个或多个条形码读取器。额外或可替代地，可存在其它类型的读取装置，诸如RFID读取器或其它类型的非接触式电子标识符读取器。

在优选实施例中，该至少一个标识符可包括至少一个数据存储设备。因此，至少一个易失性和/或至少一个非易失性数据存储设备可存在于标识符中。可选的至少一个读取站可适于从数据存储设备中读取信息和/或将信息写入到数据存储设备中。因此，有可能将数据写回标识符。因此，至少一个标识符可包括数据存储器，诸如存储芯片，用于诸如湿度数据和/或植物识别的数据。数据存储器可实现在任何类型的标识符中，诸如在非接触式标识符中，例如RFID芯片、电子数据载体或光学数据载体。

在进一步优选实施例中，该系统可进一步具有至少一个监测系统。该至少一个监测系统可适于监测植物容器中（优选每个植物容器中）的生长培养基的湿度，优选作为植物标本的函数和/或时间的函数。

优选地，该系统和更优选地至少一个监测系统可包括至少一个记录装置，该记录装置适于记录植物容器中（优选每个植物容器中）的生长培养基的湿度。因此，可记录植物容器中的生长培养基湿度的时间发展。可替代或额外地，可记录植物标本的类型，并可记录包括各个植物标本的各个植物容器的生长培养基的湿度。

记录装置可包括一个或多个数据存储系统，诸如一个或多个易失性和/或非易失性数据存储系统。可替代或额外地，监测系统可包括一个或多个数据处理系统，诸如一个或多个计算机，优选为一个或多个微控制器。

至少一个数据处理系统可包括至少一个数据库，该数据库适于监测植物容器中生长培养基的湿度，优选作为植物标本的函数和/或时间的函数。其它类型的监测系统也是可行的。在本发明的这个或其它实施例中，包括在系统中的植物容器不一定必须相同。因此，可使用不同类型的植物容器，和/或不同类型的生长培养基，和/或不同类型的植物标本。该监测系统可具有用于记录各种类型信息的至少一个数据库，诸如用于记录作为植物标本的函数和/或时间的函数的每个植物容器中生长培养基的湿度的数据库。

优选地，根据本发明的系统可具有用于捕获植物标本图像的至少一个成像系统。因此，根据本发明的系统可具有一个或多个成像站，其可被设计为单独的成像站和/或至少部分地集成到测量位置和/或可选的浇水站和/或任何其它站的成像站。因此，成像系统可包括一个或多个成像传感器，诸如光敏CCD芯片和/或CMOS芯片和/或任何其它成像芯片。此外，成像系统每个可包括一个或多个成像光学系统，诸如一个或多个透镜、光圈、诸如镜子的反射元件和/或所指定的和/或其它光学元件的组合。此外，成像系统可包括一个或多个滤镜系统。至少一个成像系统可适于一个或多个光谱波长，诸如红外或近红外光谱范围和/或可见光范围和/或紫外线范围的波长。额外或可替代地，对于适于电磁波的成像系统，可使用利用其它类型射线的成像系统，诸如X射线系统和/或粒子成像系统。

图像的捕获可以以各种方式执行。因此，图像的捕获可以以纯电子方式执行，诸如通过电子存储成像信息，例如使用一个或多个数据库和/或一个或多个易失性或非易失性数据存储设备。额外或可替代地，可以诸如通过使用显示单元显示图像。同样，可替代或额外地，图像可以被转移到其它设备和/或可以产生图像的打印输出。

此外，根据本发明的至少一个成像系统或系统的另一部分可适于执行图像分析。因此，一个或多个图像处理单元可包括在系统中，优选地至少部分地包括在成像系统中，该图像处理单元可适于所捕获图像的完全或部分处理。因此，具体的结果可（优选自动）来自于捕获的图像，诸如颜色参数和/或表征植物体积的参数和/或其它类型的参数。

优选地，根据本发明的系统可进一步具有用于测量植物标本的至少一个生长参数的至少一个测量设备。同样，可将该至少一个测量设备至少部分地集成到系统的其它设备中，诸如集成到测量位置和/或浇水站和/或至少一个成像系统中。额外或可替代地，该系统可包括至少一个测量设备作为与根据本发明的系统的其它装置分离的分离设备和/或独立设备。该至少一个测量系统可使用一个或多个物理和/或化学测量原理，以便测量植物标本的至少一个生长参数。因此，可诸如通过使用上述公开的至少一个成像系统来使用光学原理。

如已经解释的，从植物标本的捕获图像中可得到生长参数，诸如一个或多个颜色参数，和/或植物标本的体积，和/或植物标本的根体积，和/或植物高度，和/或植物标本的生物量（biomass），和/或所指定的和/或其它参数组合中的一个或多个。

该系统可进一步适于记录数据库中每个植物容器的生长参数。优选地，至少一个生长参数被记录在数据库中，该生长参数可包括任何类型的适当存储设备，作为时间的函数和/或作为植物标本的函数。如上所述，该至少一个生长参数可包括表征植物标本生长的一个或多个参数。该至少一个生长参数优选可选自：植物标本的高度；植物标本的宽度；植物标本的颜色参数；叶片数量；植物标本的至少一个结构；植物标本中花的存在；表征植物标本中生物量体积的参数；表征植物容器内部的植物标本和/或生长培养基的生化内容的参数；表征植物标本的根生长的参数。然而，其它类型的参数和/或所指定参数和/或其它参数的组合也是可能的。

在本发明的另一方面，公开了用于监测多个植物容器的生长条件的方法。每个植物容器包括至少一个生长培养基并优选地包括至少一个植物标本。诸如通过使用传送系统（优选地为上述公开的传送系统），将植物容器连续传送到至少一个测量位置或从至少一个测量位置传送。测量位置中植物容器的生长培养基湿度可通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器测量。

关于根据本发明的方法的潜在实施例，可参考用于监测多个植物容器生长条件的上述系统。因此，根据本发明的方法可通过使用根据本发明的系统来执行。因此，可参考上述公开的实施例和定义。然而，可使用其它类型的系统。

在优选实施例中，执行根据本发明的方法使得监测并优选记录每个植物标本的水消耗。因此，每个植物标本的水消耗可来自于湿度的连续测量，诸如一个测量周期的湿度测量和至少一个随后测量周期的湿度测量，在该随后测量周期中将植物容器同样放置于测量位置中。考虑到添加到可选的至少一个浇水站的植物容器的液体，优选地该水消耗可来自于诸如通过计算每个植物标本的水或液体的净消耗的这些测量。同样，该记录可通过使用至少一个易失性或非易失性数据存储设备和/或通过使用至少一个数据库来执行。该计算可通过使用至少一个数据处理装置，诸如通过使用至少一个计算机来执行。因此，根据本发明的系统和/或根据本发明的方法可使用一个集中式计算机和/或具有多于一台计算机的分散式计算机系统。该数据处理装置可包括一个或多个软件包，以便执行本方法的一个或多个步骤，诸如水消耗的计算。

在本发明的另一方面，公开了用于跟踪多个植物标本生长条件的跟踪方法。多个植物标本在生长培养基中生长，其至少部分地位于多个植物容器的内部。跟踪方法使用用于监测生长条件的方法，如上文所公开或如下面公开的一个或多个实施例中所公开的，用于控制每个植物容器中的湿度。在跟踪方法内，每个植物容器中的湿度存储在数据库中，优选作为时间的函数和/或作为植物标本的函数。因此，如在此所使用的，术语“用于跟踪生长条件的跟踪方法”指除了简单地监测生长条件外，还利用至少一个数据库以便产生每个植物容器中湿度的跟踪记录，诸如用于稍后的生长结果与生长条件跟踪记录比较的方法。

此外，除了每个植物容器的至少一个湿度测量，数据库还可包含进一步信息。因此，如上所述，每个植物容器中的湿度可被存储作为时间的函数和/或作为植物标本的函数。额外或可替代地，至少一个数据库可包括进一步的数据。因此，每个植物标本的至少一个生长参数可被记录在数据库中，优选地作为时间的函数或作为植物标本的函数。关于潜在的生长参数，可参考上面所列出的潜在生长参数的公开。

除了简单地记录数据外，跟踪方法还可进一步包括一个或多个对数据或包括在至少一个数据库中的部分数据进行评估的步骤。因此，跟踪方法可进一步包括至少一个方法步骤，在其中通过比较生长参数和植物容器的土壤湿度获得最佳的土壤湿度。

此外，额外或可替代地，对于一个或多个评估步骤，跟踪方法可进一步包括一个或多个在其中测试植物标本对特定生长条件的反应的测试步骤。因此，跟踪方法可包括一个或多个在其中执行干旱测试和/或水利用效率测试的步骤。在该至少一个干旱测试和/或至少一个水利用效率测试中，各种植物标本经受一段时间的缺水或减少水量，其中记录植物标本对缺水或减少水量的反应。因此，可同样记录和/或评估一个或多个生长参数和/或该至少一个生长参数的时间发展，以便定性和/或定量植物标本对缺水或减少水量的反应。

作为一个例子，可使用并可记录一段时间绿色度参数，在该期间执行干旱测试和/或水利用效率测试，并且绿色度指数和/或绿色度指数的时间发展可用于定性和/或定量植物标本对干旱测试和/或水利用效率测试的反应。在该干旱测试和/或水利用效率测试中，各种植物标本可包括各种不同的植物标本，其经受相同的干旱测试和/或水利用效率测试，或可替代或额外地，相同类型的各种植物标本可经受不同类型的干旱测试和/或水利用效率测试，诸如通过使相同类型的各种植物标本经受缺水或减少水量到不同的程度，以便评估植物标本对缺水或减少水量的反应灵敏度。其它类型的干旱测试和/或水利用效率测试也是可能并且对于本领域技术人员是已知的。

可以评估和/或监测植物标本的抗旱性和/或水利用效率。因此，诸如通过评估特定的生长参数，例如绿色度指数，植物标本对于缺水或减少水量的抗性可以被定性和/或定量地比较和/或评估。通过比较添加的液体量与植物的抗旱性，可监测植物标本的水利用效率。

在本发明的另一方面，公开了培植植物的方法。如在此所使用的，术语“培植”指任何类型的植物再生，其包括具有特定所需繁殖特性的植物或植物标本的选择。此外，术语“植物培植”可包括更复杂的技术，诸如至少一个特定表型和/或基因型特性的选择，诸如通过评估特定的植物参数和/或生长参数和/或基因特性。除了特定植物或植物部分的选择，培植还可包括一个或多个其它步骤，诸如生成所选植物幼苗的步骤。

用于培植根据本发明的植物的方法包括，在具有受控液体供应的受控气候条件环境中，承担均匀特性生长培养基的多个植物容器中至少一个物种的多个植物的生长。多个植物容器可包括承担生长培养基的植物容器阵列或一排植物容器。

如在此所使用的，术语“均匀特性”指不同植物容器中的生长培养基，其尽可能地与诸如取自相同生长培养基供应的生长培养基的普通技术相同。因此，至少在宏观上并且更优选地在化学上，由不同植物容器中的生长培养基提供的生长条件至少与实验不确定性的点相同。

此外，如在此所使用的，术语“受控气候条件环境”指在其中将至少一个气候参数调整到一个或多个特定预定值的植物容器环境。因此，受控气候条件环境可包括这样的环境，在其中周围环境温度被调整到至少一个预定温度，该周围环境温度可以是静态的或可受到时间发展的影响。控制可包括小于1°K或更小（诸如0.5°K）的实验不确定性中特定温度值的控制。受控气候条件可包括诸如通过使用至少一个控制器或调节器的气候条件调节，以便调节气候条件到至少一个预定值。

此外，如在此所使用的，术语“受控液体供应”指这样的事实，即对每个植物容器的液体供应以预定的方式执行，诸如通过使用根据在上述公开的一个或多个实施例中的本发明的系统。因此，受控液体供应可包括每个植物容器液体供应的预定速率。因此，如上所述，可以使用一个或多个浇水站以便控制液体供应。

此外，根据本发明的用于培植植物的方法包括在所需环境内改变植物容器位置，以确保环境条件下植物容器中所有植物至少基本上均匀的暴露。换句话说，如果在环境中植物容器存在N个潜在位置，则该方法以这样的方式执行，即在位置i花费的时间量（其中i=1至N）对于所有的植物容器基本上相等，这优选意为在容器之间的变化小于1小时，优选地小于10分钟，并更优选地小于1分钟。然而，位于潜在位置的每个植物容器的时间量可在不同位置之间变化。

同样，位置的这种改变可通过使用根据本发明和如上述一个或多个实施例中公开的系统来执行。优选地，使用至少一个传送系统。通过使用这种方法，可将由环境中不同位置引起的植物容器中植物生长条件的变化减少到最小值。

根据本发明的用于培植植物的方法进一步包括以下步骤：通过比较植物的表型特性，选择用于进一步培植或用于商业用途的植物。如在此所使用的，术语“表型特性”指植物或植物标本的至少一个可观察的特性或性状，诸如至少一个形态参数或至少一个形态参数的时间发展。因此，可用于植物比较的至少一个表型特性可包括一个或多个生长参数和/或一个或多个形态参数和/或这些参数的时间发展，诸如一个或多个生长参数和/或一个或多个形态参数和/或一个或多个诸如对至少一个干旱测试的抗性的抗性。

在用于培植植物的方法中，通过至少一个传送系统（诸如通过使用上述公开的系统）将容器连续传送到测量位置或从测量位置传送容器。通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器，优选为根据非接触电容式湿度传感器的一个或多个实施例的非接触电容式湿度传感器，在测量位置中测量植物容器的生长培养基湿度，如上述本文中根据本发明的系统所公开的。

在本发明的另一方面，公开用于表型植物的改进生长的方法以用于基于表型评分来选择期望的基因型。如在此所使用的，术语“表型”指植物或植物标本的一个或多个表型特性的监测。此外，如在此所使用的，术语“基因型”指植物或植物标本或至少其中一个部分的基因组成。术语“表型评分”指如上公开的表型结果的定性或定量比较，诸如指一个或多个表型特性的定性和/或定量比较。该评分可在定量级别上执行，诸如使用用于分类植物或植物标本的表型特性的至少两个类别。

用于改进的植物生长的方法包括在生长周期期间自动移动植物的至少一个步骤，以便避免到特定微环境的长时间暴露。因此，可参考如上公开的用于培植植物的方法和参考该方法改变植物容器位置的至少一个步骤。具体而言，可使用根据本发明的包括一个或多个传送系统的系统。因此，可参考上述公开的实施例。

用于改进的植物生长的方法进一步包括至少一个通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器来测量植物的生长培养基湿度的步骤。关于非接触电容式湿度传感器的定义和/或潜在实施例，可参考如上公开的根据一个或多个实施例中的本发明的系统。

用于改进的植物生长的方法进一步包括至少一个控制湿度的步骤。如在此所使用并且如上所定义的，术语“控制湿度”指湿度到至少一个预定水平的调整，其可能是恒定的或随时间变化。该调整可包括到至少一个预定值的简单调整或甚至可包括到至少一个预定值的湿度调节。为了控制湿度，可使用如上公开的至少一个浇水站。

在本发明的另一方面，公开了生长植物的胁迫抗性的快速分析方法。

如在此所使用的，术语“生长植物的胁迫抗性”指尽管不利的生长条件，诸如缺水、盐水、缺乏营养、非最佳周围环境温度或其组合，但以几乎未受影响的方式继续它们的生长过程的具体植物或植物标本的能力程度。因此，术语“胁迫”指非最佳生长条件，诸如前面提到的一个或多个非最佳生长条件。

术语“快速分析”指在短时间尺度上，诸如在包括不超过5个生长周期，优选不超过2个，或最优选不超过一个生长周期或甚至更少，诸如5个月或更少，优选为3个月或更少，或甚至1个月或更少的时间尺度上，至少一个生长植物的胁迫抗性的定量和/或定性评估，优选为不同类型生长植物的胁迫抗性比较。

根据本发明的生长植物的胁迫抗性的快速分析方法包括在胁迫条件下生长植物的至少一个步骤。如上所述，这些压力条件可包括任何类型的非最佳生长条件或其组合。此外，根据本发明的方法包括至少一个通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器来测量植物生长培养基的湿度的步骤。

优选地，至少一个非接触电容式湿度传感器可如上述根据本发明系统的本文所公开的来设计。此外，生长植物的胁迫抗性的快速分析方法包括至少一个基于湿度分析植物胁迫抗性的步骤。因此，通过至少部分地评估由至少一个非接触式湿度传感器测量的湿度，可对于一个植物或多个植物可定性和/或定量评估胁迫抗性。因此，可评估至少一个植物的水消耗。可替代地或额外地，至少一个其它类型的参数可用于定性和/或定量胁迫抗性，且由至少一个非接触电容式湿度传感器测量的湿度可用于定量和/或定性植物胁迫暴露的级别。

在本发明的另一方面，公开了用于培植植物过程中非接触电容式湿度传感器的用途。同样关于术语“培植”，可参考上述定义。该用途可进一步包括用于监测根据上述公开的一个或多个实施例的多个植物容器生长条件的系统的用途。

在本发明的另一方面，公开了干旱筛选中非接触电容式湿度传感器的用途。关于术语“干旱”，可参考上述一个或多个方法的公开。因此，干旱筛选可包括在多个不同干旱条件下多个植物的测试。同样，该用途可进一步包括用于监测根据上述公开的一个或多个实施例的多个植物容器生长条件的系统的用途。

在本发明的另一方面，公开了用于测量植物容器中含水量的非接触电容式湿度传感器的用途。同样，该用途可进一步包括用于监测根据上述公开的一个或多个实施例的多个植物容器生长条件的系统的用途。

在本发明的另一方面，公开了用于提供植物标本种群的方法。该种群优选具有低的植物株间（plant-to-plant）变异性。该方面基于如下发现，即植物标本的均匀种群对于执行特定的测试和/或比较是可取的。因此，对于评估某些效应物（effector）的表型效应，应该提供植物标本的种群，这优选表现出低的植物株间变异性，诸如至少一个生长参数的低植物株间变异性。因此，换句话说，该种群的所有植物优选应该几乎类似以便减少植物株间变异对测试结果的影响。

因此，在本发明的另一方面，公开了用于提供植物标本种群的方法。植物标本的种群优选具有低植物株间变异性。该方法优选使用根据上述公开的一个或多个实施例的系统，即用于监测多个植物容器生长条件的系统。可替代地或额外地，该方法优选地可使用非接触电容式湿度传感器。然而，可额外或可替代地使用其它系统和/或传感器，诸如非接触式湿度传感器。

该方法包括以下步骤，其优选可以以给定的顺序执行。然而，其它序列也是可能的。此外，一个或多个方法步骤可以以不同的顺序执行和/或可以以时间并行或时间重叠的方式执行。同样，一个或多个步骤可以重复执行。

首先，该方法包括至少一个确定导致预定培植结果，优选最佳培植结果的标准浇水条件的步骤。这些标准浇水条件可包括，将植物标本的至少一个生长培养基浇水到至少一个预定水平，该预定水平可以是恒定的或可以从至少一个上部水平降低到至少一个下部水平变化，诸如通过使用浇水和干燥步骤的序列。如以下所公开的，预定的培植结果可以是植物标本的培植结果，所述植物标本具有至少一个生长参数，诸如叶片面积、体重或生长参数的组合。在这方面，可参考上面提到的生长参数。优选地，该至少一个预定培植结果是最佳培植结果，诸如植物标本的最佳或最大叶片面积，或最佳或最大生物量。然而，其它标准浇水条件也是可能的。

在进一步的方法步骤中，确定了包括浇水条件低于标准浇水条件的浇水条件的至少一个干旱条件。因此，这些干旱条件可包括低于如上公开的标准浇水条件的平均浇水的平均浇水。可替代地或额外地，干旱条件可包括更长的周期，而不用生长培养基的再浇水。同样可替代地或额外地，干旱条件可包括：再浇水或浇水高到至少一个上部水平，所述上部水平低于标准浇水条件的至少一个上部水平；和/或生长培养基的干燥降到至少一个下部水平，所述下部水平低于标准浇水条件的下部水平。

该方法的进一步步骤包括，通过使用如上确定的干旱条件，在包括至少一个生长培养基的至少一个植物容器中培植植物标本的种群。这个种群可包括至少两个，优选三个、四个或更多植物标本，优选为相同物种。这些植物标本可以保持在相同的植物容器中，诸如通过在一行或多行植物标本中培植多个植物标本。可替代地或额外地，可以使用多个植物容器，每个植物容器包括至少一个生长培养基和至少一个植物标本。

优选地，在植物标本种群的培植期间，将至少一个非接触电容式湿度传感器用于监测干旱条件。然而，可替代地或额外地，可以使用其它类型的湿度传感器。

优选地，在植物标本开花之前，通过使用干旱条件进行植物标本培植。优选地，在开花之后使用标准浇水条件。

优选地，选择植物标本的至少一个生长参数作为对培植结果浇水条件影响的测量。关于本实施例中适用的潜在生长参数，可参考上面提到的生长参数。优选地，可使用植物标本至少一个叶片面积和/或植物标本的至少一个生物量。可选择标准浇水条件使得假设种群的生长参数的平均为最大。因此，标准浇水条件可来自于至少一个预培植实验，诸如使多个植物标本经受不同浇水条件的实验，确定导致假设最大值的生长参数的浇水条件。可将这些导致最大值的浇水条件选为标准浇水条件。

优选地，干旱条件包括生长培养基的浇水，使得将生长培养基浇水高到至少一个预定的上部水平，优选为至少一个生长培养基的最大容量。一旦生长培养基的湿度已经降到至少一个预定下部水平，就执行再浇水。因此，可使用一个或多个包括将生长培养基浇水到至少一个上部水平的浇水步骤的浇水周期，接着是至少一个干燥步骤，在该干燥步骤期间生长培养基干燥降低到至少一个预定的下部水平。干旱条件可包括一个或多个干旱周期。优选地，干旱条件包括至少两个干旱周期，其中在每个周期中发生浇水高到至少一个预定上部水平并随后降到至少一个预定下部水平。

干旱条件一般可包括任何不合标准的浇水条件。优选地，选择干旱条件使得干旱足够强烈以减缓或甚至停止植物的生长。然而，这种影响应该完全可逆并应该不造成对植物的永久伤害或损伤。因此，干旱水平优选应该选择为强烈，但不是太强烈。当其太强烈时，干旱可导致永久伤害和甚至更高的变异。干旱条件优选可包括与标准条件相比对生长培养基到20%至80%的时间平均值的浇水。优选地，干旱条件包括与标准条件相比对生长培养基到40%至70%的时间平均值的浇水。如在此所使用的，术语“时间平均值”指在一段时间内，诸如几天之内的测量值。因此，干旱周期和再浇水周期可由这些周期内的时间平均组成以形成一个共同值。因此，时间平均值可以是在总体处理结束时达到的目标值。令人惊讶的是，发现在干旱条件下培植的根据一个或多个上述实施例的方法产生的植物标本种群，与在标准条件下培植的种群相比通常表现较低的植物株间变异性。这将在下面公开的实施例中更详细地概述。同样，对于培植植物标本，如上公开的非接触电容式湿度传感器和/或系统非常有利，因为这种类型的传感器和/或系统的使用显著促进了高通量筛选。

因此，在本发明的另一方面，提出了通过根据如上公开的一个或多个实施例的方法产生的植物标本种群。

如上讨论，这种类型的种群优选可用于测试一个或多个效应物条件。因此，在本发明的另一方面，公开了用于确定至少一个效应物条件的表型效应的方法。该方法包括，使植物标本的种群经受至少一个效应物条件，所述植物标本的种群由根据上述公开的一个或多个实施例的方法产生。此外，该方法包括确定植物标本的至少一个生长参数。

如在此所使用的，术语“效应物条件”指任何内部和/或外部影响，其可能具有对植物标本的一个或多个表型特性的影响。因此，作为例子，该至少一个效应物条件可包括至少一个基因效应物条件，诸如植物标本的一个或多个特定基因的表达量。因此，优选地与野生类型植物标本和/或标准类型植物标本相比，可包括一个或多个基因的过表达（overexpression）或下调（down-regulation）。可替代地或额外地，该至少一个效应物条件可能包括一个或多个外部条件，诸如生物或非生物胁迫，优选为水分胁迫例外。因此，生物胁迫可能使植物标本经受一个或多个生物影响，诸如通过微生物和/或害虫和/或其它植物的影响。可能额外或可替代地施加的非生物胁迫可能包括由于外部生长条件引起的任何类型胁迫，诸如使植物标本经受具有特定波长和/或特定强度的光，使植物标本经受特定的温度，使植物标本经受特定的一般物理生长条件和/或所指定条件的任何组合。

用于确定至少一个效应物条件的表型效应的方法可进一步包括，使种群的至少两个植物标本经受不同的效应物条件，即关于至少一个效应物条件，两个效应器条件彼此不同，其中比较至少两个植物标本的生长参数。

优选可执行根据本发明各方面的方法和用途或可通过使用根据本发明的至少一个系统来执行，即通过使用用于监测如上公开的多个植物容器的生长条件的至少一个系统，和/或通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器。因此，关于根据本发明的方法的可选方面，可参考如上公开和/或在如下公开的潜在实施例说明中更详细地公开的系统可选实施例。

根据本发明的系统、方法和用途提供了已知设备和方法的大量优点。因此，根据本发明的系统和方法通过基本上排除其它非预期影响，诸如环境内植物容器定位的影响，并因此通过排除植物微环境的影响，允许以适当受控的方式对特定环境条件的植物反应精确测试。根据本发明的系统、方法和用途例如非常有助于测试用于超表达或低表达（underexpressed）或甚至毁坏的特定基因效应的转基因植物。另一方面，该系统和方法可用于评估胁迫抗性，诸如干旱胁迫和/或盐类胁迫和/或其它类型胁迫的抗性。

此外，额外或可替代地，可评估水利用效率或植物的任何其它特性。胁迫抗性测量可基于湿度测量，诸如使用众所周知的事实，即利用较少水并因此蒸发较少水的植物或植物标本通常处于比使用较多水的植物或植物标本更差的物理条件下。

上述公开的一个或多个方法可基于这样的事实，即当在水中存在盐类时，植物难以吸收水，并因此植物的物理条件通常恶化。因此，通过监测植物的物理条件和/或通过监测湿度和/或水消耗，可监测植物或植物标本的特定属性，诸如胁迫抗性。此外，可使用上述公开的一个或多个方法和/或系统以便研究特定植物或植物标本的容量，从而在周围空气的高水分含量下保持吸收水。因此，根据本发明的系统和/或根据按照本发明不同方面的一个或多个方法的方法，可适于将周围空气的水分含量监测为一个或多个额外参数，优选为时间的函数。

总结本发明的上述概念，提出了以下项目：

项目1：

一种用于监测多个植物容器生长条件的系统，所述系统具有用于传送所述植物容器的传送系统，每个植物容器包括至少一个生长培养基并优选包括至少一个植物标本，所述系统进一步包括至少一个测量位置，所述测量位置具有至少一个非接触电容式湿度传感器，所述系统适于将所述植物容器连续传送到所述测量位置并且从所述测量位置传送，所述系统进一步适于通过使用所述非接触电容式湿度传感器在所述测量位置中测量所述植物容器的生长培养基的湿度。

项目2：

根据前述项目所述的系统，其中所述传送系统是适于将所有的容器重复传送到所述测量位置中的闭环系统。

项目3：

根据前述项目所述的系统，所述系统适于在预定的时间点和/或预定的时间间隔内将每个植物容器传送到所述测量位置中。

项目4：

根据前述项目中的一项所述的系统，其中所述非接触电容式湿度传感器从所述植物容器的较低侧通过所述植物容器的底部来执行湿度测量。

项目5：

根据前述项目中的一项所述的系统，其中所述非接触电容式湿度传感器适于测量所述植物容器全部内容的湿度。

项目6：

根据前述项目中的一项所述的系统，所述传送系统具有传送带，其中所述非接触电容式湿度传感器安装在所述传送带的下面。

项目7：

根据前述项目中的一项所述的系统，所述系统进一步具有至少一个浇水站，所述系统适于向每个植物容器中的所述生长培养基添加液体，优选自动添加液体。

项目8：

根据前述项目所述的系统，其中所述系统适于向每个植物容器中的生长培养基添加液体到预定的湿度水平，优选添加液体到单独可适于每个植物容器的预定湿度水平。

项目9：

根据前述项目中的一项所述的系统，所述系统适于通过评估湿度来自动识别所述系统的故障，优选为所述浇水站的故障。

项目10：

根据前述项目中的一项所述的系统，所述植物容器各具有至少一个标识符，该标识符优选为至少一个条形码和/或至少一个非接触式电子标识符，该非接触式电子标识符优选为至少一个RFID标签，所述系统适于识别目前位于所述测量位置中的所述植物容器。

项目11：

根据前述项目中的一项所述的系统，所述系统进一步具有至少一个监测系统，所述监测系统适于监测在所述植物容器中的所述生长培养基的湿度，优选作为植物标本的函数和/或作为时间的函数。

项目12：

根据前述项目所述的系统，所述监测系统具有至少一个用于记录每个植物容器中生长培养基的湿度的数据库作为植物标本的函数和/或时间的函数。

项目13：

根据前述项目中的一项所述的系统，所述系统进一步具有用于捕获所述植物标本的图像的至少一个成像系统。

项目14：

根据前述项目中的一项所述的系统，所述系统进一步具有用于测量所述植物标本的至少一个生长参数的至少一个测量设备。

项目15：

根据前述项目中的一项所述的系统，所述系统进一步适于在记录数据库中每个植物容器的生长参数。

项目16：

根据两个前述项目中的一项所述的系统，所述至少一个生长参数选自：所述植物标本的高度；所述植物标本的宽度；所述植物标本的颜色参数；叶片数量；所述植物标本的至少一个结构；所述植物标本中花的存在；表征所述植物标本的生物量体积的参数；表征所述植物容器内部的所述植物标本和/或所述生长培养基的生化内容的参数；表征所述植物标本的根生长的参数。

项目17：

一种用于监测多个植物容器的生长条件的方法，其中每个植物容器包括至少一个生长培养基并优选包括至少一个植物标本，其中将所述植物容器连续传送到至少一个测量位置和从至少一个测量位置传送，其中通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器来测量所述测量位置中的所述容器的所述生长培养基的湿度。

项目18：

根据前述项目所述的方法，其中使用根据涉及用于控制生长条件的系统的前述项目中的一项所述的系统。

项目19：

根据前述项目中的一项所述的方法，其中监测并优选记录每个植物标本的水消耗。

项目20：

一种用于跟踪多个植物标本的生长条件的跟踪方法，其中所述多个植物标本在多个植物容器内部的生长培养基中生长，其中使用根据前述方法项目中的一项所述的方法用于控制每个植物容器中的湿度，其中将每个植物容器中的湿度存储在数据库中，优选作为时间的函数和/或作为植物标本的函数。

项目21：

根据前述项目所述的跟踪方法，其中进一步将每个植物标本的至少一个生长参数记录在所述数据库中，优选作为时间的函数和/或作为植物标本的函数。

项目22：

根据涉及跟踪方法的前述方法项目中的一项所述的跟踪方法，其中执行干旱测试和/或水利用效率测试，在该测试中各种植物标本在一段时间内经受缺水或减少水量，其中记录所述植物标本对缺水或减少水量的反应。

项目23：

根据前述项目所述的跟踪方法，其中监测所述植物标本的抗旱性和/或水利用效率。

项目24：

一种用于培植植物的方法，该方法包括在具有受控液体供应的受控气候条件环境中，生长在承担有均匀特性生长培养基的多个植物容器中的至少一个物种的多个植物，并且改变在所需环境内的所述植物容器的位置以确保对于环境条件在所述植物容器中的所有植物的至少基本上均匀的暴露，并且所述过程进一步包括步骤：通过比较所述植物的表型特性来选择用于进一步培植或用于商业用途的植物，其中通过传送系统将所述植物容器连续传送到测量位置并且从测量位置传送，其中通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器来测量在所述测量位置中的所述植物容器的所述生长培养基的湿度。

项目25：

一种用于表型植物的改进生长的方法，该方法用于基于表型评分选择最期望的基因型，所述方法包括：

在它们的生长周期期间自动移动植物，以便避免到特定微环境的长时间暴露；

通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器，测量所述植物的生长培养基的湿度；以及

控制所述湿度。

项目26：

一种用于生长植物的胁迫抗性的快速分析方法，所述方法包括：

在胁迫条件下生长所述植物；

基于所述湿度，分析所述植物的所述胁迫抗性。

项目27：

一种非接触电容式湿度传感器在用于培植植物的过程中的用途。

项目28：

一种非接触电容式湿度传感器在干旱筛选中的用途。

项目29：

一种非接触电容式湿度传感器用于测量在植物容器中的含水量的用途。

项目30：

一种用于提供植物标本的种群的方法，所述植物标本的种群优选具有低的植物株间变异性，该方法优选使用根据参考用于监控多个植物容器生长条件的系统的前述项目中的一项所述的系统，所述方法包括：

确定导致预定培植结果的标准浇水条件，该预定培植结果优选为最佳培植结果；

确定包含低于标准浇水条件的浇水条件的干旱条件；

通过使用所述干旱条件，在包括至少一个生长培养基的至少一个植物容器中培植所述植物标本的种群。

项目31：

根据前述项目所述的方法，其中在植物标本的种群的培植期间，使用非接触电容式湿度传感器用于监测所述干旱条件。

项目32：

根据两个前述项目中的一项所述的方法，其中在所述植物标本开花之前，通过使用所述干旱条件进行所述植物标本的培植，其中然后优选使用所述标准浇水条件。

项目33：

根据三个前述项目中的一项所述的方法，其中将所述植物标本的至少一个生长参数选择为浇水条件对培植结果的影响的测量，其中选择标准条件使得将种群的生长参数平均值假设为最大。

项目34：

根据四个前述项目中的一项所述的方法，其中所述干旱条件包括所述生长培养基的浇水，使得将所述生长培养基浇水高到至少一个预定上部水平，其中一旦所述生长培养基的湿度已经降到至少一个预定下部水平就执行再浇水。

项目35：

根据前述项目中所述的方法，其中所述干旱条件包括至少两个干旱周期，其中在每个周期中进行浇水高到至少一个预定上部水平并随后降到至少一个预定下部水平。

项目36：

根据六个前述项目中的一项所述的方法，其中所述干旱条件包括与所述标准条件相比，将所述生长培养基浇水到20%至80%的时间平均值，优选与所述标准条件相比，将所述生长培养基浇水到40%至70%的时间平均值。

项目37：

一种植物标本的种群，该种群由根据七个前述项目中的一项所述的方法产生。

项目38：

一种用于确定至少一个效应物条件的表型效应的方法，所述方法包括，使根据前述项目的植物标本的种群经受所述至少一个效应物条件并且确定所述植物标本的至少一个生长参数。

项目39：

根据前述项目的方法，其中将所述群体的至少两个植物标本经受不同的效应物条件，其中比较至少两个植物标本的生长参数。

附图说明

在下文中，鉴于优选实施例视图，优选结合从属权利要求公开了本发明的进一步潜在细节和特征。在优选实施例中公开的特征可以以孤立的方式或以任意组合的方式实现。本发明不限于优选实施例。实施例在附图中以示意性的方式示出。附图中相同的参考标记代表相同、类似或在功能上相同的元件。

在附图中：

图1示出用于监测多个植物容器生长条件的系统的顶视图；

图2示出根据图1的系统的测量位置的侧视图；以及

图3和图4示出在正常条件下和干旱条件下培植的植物种群的比较。

具体实施方式

图1中示出了用于监测多个植物容器112生长条件的系统110的顶视图。每个植物容器112包括生长培养基114和至少一个植物标本116。

系统110进一步包括至少一个传送系统118，其可以被设计为在传送方向120上传送植物容器112。在图1和图2中示出的优选实施例中，传送系统118包括传送带122。然而，额外或可替代地，其它类型的传送系统118也是可行的。在该优选实施例中的传送系统118可以被设计为闭环系统，其能够将所有的植物容器112重复传送到一个或多个位置中，诸如在图1中以顺时针方向的传送。

传送系统118可进一步包括一个或多个传送控制器124，如图1中所示意性示出的。至少一个传送控制器124可以连接或可以是集中式或分散式系统控制器126的一部分，诸如具有一个或多个数据处理设备128的系统控制器126。传送控制器124可适于控制植物容器112的传送，诸如通过控制一个或多个致动器和/或驱动控制器，诸如一个或多个皮带驱动器的运动。其它实施方式也是可行的。

系统110进一步包括至少一个测量位置130。可包括一个或多个测量站的该测量位置130包括至少一个非接触电容式湿度传感器132。如在图2中示出的，该非接触电容式湿度传感器132可包括探针134。优选地，可使用位于德国79793-Horheim的ACO湿度测量系统和工业部件公司的“湿度测量传感器，类型（D）MMS”类型的探针134。探针134可以安装在传送皮带122下方。

整个系统110可以放置在温室内部。测量位置130可适于评估湿度，诸如所有植物容器112的盆的含水量。探针134可提供用于呈现存在于温室中的所有植物标本116的常规状态的永久性监测部件。

测量位置130可紧随有一个或多个另外的测量设备136，诸如一个或多个光学成像系统138，例如一个或多个摄像机系统140。在图1中，测量设备136示意性地放置在探针134的下游。然而，可替代地或额外地，其它实施例也是可行的。例如，探针134可以放置在成像系统134的出口处。

系统110可进一步包括一个或多个浇水站142，诸如具有一个或多个具有一个或多个用于向植物容器112添加至少一种液体的供应系统144的一个或多个浇水站142。在图1中示出的浇水站142示意性地位于测量设备136后面。然而，额外或可替代地，其它位置也是可行的。

系统110可进一步包括用于监测植物容器112中生长培养基114湿度的至少一个监测系统，该湿度作为植物标本116的函数和/或时间的函数。在图1中公开的设定或根据本发明的其它设定中，该监测系统可包括测量位置130和/或非接触电容式湿度传感器132，以及系统控制器126和/或其一部分。在图1中，监测系统由标记143表示。然而，其它类型的监测系统143也是可行的。

系统110可进一步包括一个或多个标识符146，诸如连接到每个植物容器112和/或每个植物标本116的一个或多个标识符146。优选地，标识符146各包括至少一个诸如条形码的非接触式标识符，或更优选地为至少一个快速射频识别标签（RFID标签）和/或任意其它非接触式电子标识符。

系统110可进一步包括适于读取存储在标识符146中的信息的至少一个读取器148，诸如RFID读取器和/或条形码读取器。在图1中示出的示意性实施例中，读取器148位于测量位置130和/或浇水站142中，和/或包括在至少一个测量设备136中，和/或以其它任何方式放置。因此，读取器148可适于识别植物容器112和/或植物标本116，该植物容器112和/或植物标本116位于一个或多个测量位置和/或浇水站142中和/或由至少一个测量设备136监测的位置和/或系统110的任何其它位置中。

如图1中所示出的，系统110的部件，诸如探针132、浇水站142、测量设备136或读取器148可以连接到集中式或分散式系统控制器126，诸如连接到数据处理设备128。系统控制器126可包括一个或多个评估设备150，其可以是硬件和/或软件实现的。系统控制器126可以进一步适于包括一个或多个数据输入和/或数据输出设备，诸如一个或多个显示设备和/或键盘154和/或任何其它类型的用户界面。数据处理器设备128可进一步连接到一个或多个另外的设备，诸如计算机网络和/或互联网。

系统110，优选系统控制器126，可适于在预定时间点处，诸如定期或不定期地优选每周检查所有植物容器112和/或植物标本116和/或生长培养基114的湿度状态。因此，系统110可适于每周检查温室中存在的所有植物的水状态和/或水利用。

系统110可适于估计植物的水分状况是否足够，诸如通过考虑所有植物或植物标本116的水消耗或广义的液体消耗可在该年期间变化。系统110可进一步适于诸如通过控制每个植物容器112内部的湿度到至少一个预定水平采取适当行为，诸如浇水定时和/或浇水量的调节。

系统110可进一步适于执行至少一个故障安全程序。因此，系统110可适于检测传送系统118一些部件中的机械问题和/或检测传送系统118和/或浇水站142的故障。通过这种方式，可避免植物偶然浇水不足。

系统110和/或系统控制器126可进一步包括至少一个数据库156。系统控制器126可适于监测每个植物容器112中生长培养基114的湿度。

系统控制器126和/或测量设备136可进一步包括用于确定，优选测量植物标本116的至少一个生长参数的额外部件。因此，成像系统138可包括或可以连接到至少一个图像评估设备158，诸如用于执行由成像系统138和/或任何其它图像评估设备158捕获的图像颜色分析的部件，以便确定来自图像的一个或多个生长参数。额外或可替代地，一个或多个其它类型的生长参数可以由系统110测量。优选地，至少一个生长参数可存储在数据库156和/或系统110的任何其它数据库中。数据库156可存储在一个或多个包括在系统110中，诸如系统控制器126中的存储设备160中。

如上所公开的，根据本发明的系统110可适于执行根据本发明一个或多个不同方面的方法，优选使用至少一个非接触电容式湿度传感器132，该传感器优选为至少一个探针134。因此，系统110可适于控制生长条件，诸如通过简单地监测每个植物容器112的生长条件，或甚至通过调节每个植物容器112的生长条件。

因此，系统110，优选为评估设备150，可适于监测每个植物标本116的水消耗。如上所述，水消耗可用作每个植物标本116的物理条件指标。

此外，额外或可替代地，系统110可用于跟踪包括在系统110中的植物标本116的生长条件。因此，系统110可用于控制每个植物容器112中的湿度并且用于存储诸如数据库156的数据库中的湿度。

系统110可进一步适于执行跟踪方法，在其中执行至少一个干旱测试和/或至少一个水利用效率测试。因此，通过调整由浇水站142供应的液体量和/或由浇水站142供应的液体类型，可执行一个或多个测试，使植物标本116经受特定的生长条件。因此，通过减少液体量可执行干旱测试，并且可监测植物标本116对该干旱测试的响应，诸如通过将由测量位置130测量的湿度与一个或多个生长参数关联，诸如通过使用至少一个测量设备136测量的一个或多个生长参数。此外，水消耗本身可用作生长参数。对于干旱测试额外或可替代地，可执行其它类型的测试，诸如提供至少一个类型的盐或营养减少量和/或增加量给植物容器112。

此外，系统且优选评估设备150，可适于或可用于执行用于培植植物的方法。在该方法中，系统110可用于确保供应给植物容器112的液体受控。此外，系统110可适于改变系统110环境内植物容器的位置，使得所有的植物对于环境中的条件基本上均匀暴露。如上所述，这可通过设计传送系统118作为闭环传送系统而执行，诸如逐步地或连续地传送植物容器112到每个可能位置中。

系统110可进一步适于支持和/或执行方法，在其中选择植物标本116用于进一步培植或用于商业用途。因此，系统110可适于比较植物标本的表型特性。这种比较可以自动、半自动或手动执行，诸如通过评估植物标本116的至少一个生长参数，诸如存储在系统110的数据库156中的生长参数。同样，系统110可适于将植物容器112连续传送到测量位置130并从测量位置130传送，并用于使用至少一个非接触电容式湿度传感器132，用于监测植物容器112中生长培养基114的湿度。

系统110可进一步适于执行用于表型植物的改进生长，用于基于表型评分选择最期望的基因型的方法。这种方法同样诸如通过使用评估设备150可自动、半自动或手动执行。因此，如上所述，植物或植物标本的位移可通过使用传送系统118来执行。

此外，改进生长的方法同样可包括通过使用非接触电容式湿度传感器132测量生长培养基114的湿度并优选控制湿度。关于测量和控制的潜在实施例，可参考上述实施例。

根据图1和图2的系统110可进一步适于生长植物的胁迫抗性的快速分析。因此，如上所述，通过使用系统110，诸如通过适当控制浇水站142和/或由浇水站142供应的液体类型，可自动、半自动或手动将诸如干旱胁迫或盐胁迫或任何其它种类的胁迫或胁迫的组合的胁迫施加到植物标本116。

系统110可适于在胁迫条件下生长植物或植物标本116，并适于测量植物容器112中生长培养基114的湿度。系统110可进一步适于基于湿度分析植物的胁迫抗性。因此，如上所述，湿度可以是植物标本116的水消耗指标，并从而是植物标本116的生理条件指标。额外或可替代地，湿度本身可以是胁迫条件的一部分。同样，正如根据本发明的其它方法，该方法通过使用一个或多个软件实现，优选在数据处理设备128中的软件实现，可完全或部分地实施。

关于可由探针134使用的测量原理，可参考上面给出的说明。具体而言，可参考电容式湿度测量的出版物。

每一种材料具有介电常数或相对介电常数，其可以通过探针134测量。水通常具有约80的相对介电常数，而大多数其它材料具有约1至10的相对介电常数。因此，作为一个例子，沙的相对介电常数通常位于在3和4之间的范围中。因此，大量可测量差异存在于水的相对介电常数和其它类型材料诸如用作生长培养基114的典型材料的相对介电常数之间。相对介电常数可以以绝对值和/或复数值来测量。

相对介电常数可测量并与水分值关联，从而考虑生长培养基114的湿度确定。湿度然后可诸如通过提供给系统控制器126的模拟和/或数字信号由探针134输出。因此，可提供湿度测量的一个或多个测量信号，诸如0至10VDC和/或0至20mA的标准信号，直接湿度值可以从所述测量信号得出和/或其可直接用作诸如质量百分比中的水分含量的湿度值。通常，包含在生长培养基114材料中的水或水分越多，其相对介电常数值越接近80。

在本发明的这个或其它实施例中，可将湿度测量优选执行为在线测量，优选为实时测量。因此，生长培养基114可使探针134穿到测量位置130中。可替代地或额外地，在本发明的这个或其它实施例中，可使用在探针134和植物容器112之间另一种类型的相对运动，诸如移动探针134。在实时测量中，湿度测量的测量信号可以是即刻可用的，即使当测量到快速流动的产品时也是可用的。固体的测量也是可能的。

优选地，生成模拟输出测量信号。因此，可直接处理0/2...10VCD或0/4...20mA的湿度或水分测量探针134的模拟输出测量信号，优选在处理序列中处理，并可连接到控制、PC或PLC系统，诸如包括在系统控制器126或系统110的任何其它设备中的合适系统。

取决于材料类型及其属性，测量探针134可达到不同的测量深度。优选地，探针134适于生成在探针134上方圆顶形状区域的电场。通常，测量深度达到进入生长培养基114材料100mm至150mm左右。可分析总的产品水分，即材料（即植物容器112和生长培养基114）的核心水分以及表面水分。由于这种高渗透深度，在测量表面上的土壤和较少的沉淀物可以是微不足道的。

系统110可以用于各种应用中，诸如作物设计或任何其它应用，例如测试用于过表达或低表达或甚至被降低的特定基因效应的转基因植物。此外如上所述，系统110可用于干旱实验中盆的水分测量。可将在干旱测试中所有的植物标本116不断地或连续地传送到包括一个或多个探针134的一个或多个测量位置130中。同样地，可测试转基因植物的抗旱性。

系统110可适于监测每个单独的植物标本116，优选以可监测并优选记录每个单独植物标本116的水状态和胁迫状态这样的方式。再浇水因此可对于每个单一植物标本116分别实现，诸如通过至少一个浇水站142，优选在至少一个测量位置130附近或连接到其上。因此，可以实现当前干旱测试的改进，因为后者通常仅使用一批，诸如在一个实验中为几百个植物标本116。通常，在这些传统的干旱测试中，再浇水在其中中间盆含水量达到一定值，或当中位胁迫水平达到一定值时这样的时刻发生。因此，通过使用系统110和/或一个或多个以上公开的方法，新的干旱测试的准确性可以显著增加。

此外，系统110可适于分别计算每个单一植物标本116和/或植物容器112的含水量动态。这可以用于对作用于单独植物标本116的生理机制提供更好的洞察。用于更高水效率的植物标本116的筛选分辨率可因此到更高的水平。

方法和用途的例子

在下文中，公开了根据本发明的方法和用途的示例性实施例。具体而言，下面提供了用于根据本发明惊人发现的示例，即通过使用干旱条件，优选为轻度干旱条件，优选在早期阶段，优选在开花前阶段可提供具有低植物株间变异性的植物标本116的种群。作为植物标本116的示例，使用了稻苗。

1.介绍

执行用于评估干旱处理影响的实验，具体地用于评估早期干旱对植物生长参数的影响。早期的干旱处理包括在播种和早期分蘖阶段之间施加的两个连续干旱周期。这种处理的主要目的是筛选在早期阶段耐受干旱的植物，而不是例如再生的干旱筛选。因此这些实验的目的是发现耐受的植物以使这些植物示出在干旱期间不太重要的生长减少或更好的恢复能力，即在干旱之后恢复生长。

下面描述的实验方案被设计为，与良好浇灌的植物相比使干旱之后立即测量的植物规模的减少约50%。

2.实验方案

以本领域技术人员已知的通常方式播种、发芽并选择植物用于移植。分别使用标准的盆和土壤作为植物容器和生长培养基。

植物在从播种托盘到盆的发芽十天之后移植。移植之前，花盆中的土壤通过持续地下灌溉饱和至最大容量以便减少盆之间的差异。

在移植之后不对植物浇水。相反，含水量通过使用电容土壤水分探针（Theta探针（Theta-Probe）,Delta-T,UK）的日常水分测量进行监测。可替代地或额外地，可能已使用非接触电容式湿度传感器132。

为测量植物容器中生长培养基的平均湿度，湿度测量在约10%的植物种群中随机做出，并计算平均值。

施加第一干旱周期，其包括干燥土壤。执行再浇水使得当平均土壤水分达到12%（每单位基质重量的水重量）时，对植物再浇水直到平均水分达到最大容量（通常为60%）。

然后对植物成像以记录干旱后的叶片面积，作为生长参数的潜在例子。

以相同的方式施加第二干旱周期，并且植物在土壤重新饱和之后再次成像。

从这一点来说，对植物按照一般为技术人员所知的通常的栽培和评估实验方案进行培植。然而，可使用任何其它的培植实验方案。

3.结果

在涉及少量植物的初步实验中，确定了基本的植物生长参数的早期干旱效应。这个实验的结果在表1中列出。

参数	早期干旱	正常条件	损失
				干旱之后的叶片面积	8336	17513	-52%
1周恢复之后的叶片面积	21150	30550	-31%

2周恢复之后的叶片面积	28959	36326	-20%
				最终叶片面积（最大面积）	31981	36805	-13%
能育性（饱满率）	47	28	67%
				每穗开花数	40	48	-18%
收获指数	80	55	45%
				饱满的种子数量	121	96	27%
总的种子数量	258	340	-24%
				开花时间（天）	57	52	9%
种子重量（TKW）	21.5	21.2	1%
				种子产量（种子总重量）	2.6	2.0	28%

表1：与良好浇水（正常，标准）条件相比，基本的植物生长参数的早期干旱效应

作为比较，如在表1中使用的“正常”或标准条件确定如下：

植物在单独的盆中生长并且每天向每个盆提供足够的营养溶液以便达到最大的保持能力。

在表1中列出的生长参数具有以下含义，并确定如下：

干旱之后的叶片面积：

在干旱处理结束之后，由水平数字成像立即测量的投影叶片面积。单位：mm²

1周恢复之后的叶片面积：

与上述相同，在返回正常浇水条件1周之后测量。单位：mm²

2周恢复之后的叶片面积：

与上述相同，在返回正常浇水条件2周之后测量。单位：mm²

最终叶片面积（最大面积（AreaMax））：

最大投影叶片面积的每周数字成像的测量，其由遍及植物生长周期的每周测量的对数曲线拟合推断出。单位：mm²

能育性（fertility）（饱满率（fillrate））：

每株植物饱满的种子（能育的种子）数量与小花总数（饱满+不饱满）的比率。收获时通过自动的种子计数器测量。单位：百分比。

每穗开花数：

小花总数（饱满+不饱满）除以穗数。收获时通过人工计穗和自动的种子计数器测量。

收获指数：

总的种子重量与“最终叶片面积”的比率（见上文）。单位：克/mm²

饱满的种子数量：

每株植物生产的能育种子数量，而不是“空的”不育种子。收获时通过自动的种子计数器测量。

总的种子数量：

总的种子数量（饱满+不饱满）。收获时通过自动的种子计数器测量。

开花时间（天）：

在播种和第一穗露头之间的天数。通过检测存在于每周图像上的穗来测量。单位：天。

种子重量（TKW）：

每颗种子的平均重量。通过自动的种子计数器测量并称重。单位：克.1000种子^-1

种子产量（种子总重量）：

饱满（能育）种子的总重量（克.植物^-1）

在表1中“损失”计算为：（早期干旱-正常条件）/正常条件。

发现早期干旱的主要效应为如在表1中由“干旱之后的叶片面积”示出的植物生长的减缓。当返回到正常条件（恢复）时，受胁迫的植物追上，以使最终叶片面积仅受处理的轻度影响。

发现其它的生长参数被减少，诸如每穗的种子总数量和花的总数量。

另一方面，发现许多其它生长参数有改进，诸如能育度（饱满与不饱满种子的比率），最终的每株植物的种子产量和收获指数。发现开花时间被推迟了9%（5天）。

在进一步的实验中，在经受早期干旱的植物中确定植物株间变异性，并且将植物株间变异性与正常条件下生长的植物历史数据相比较。

作为用于植物株间变异性的措施，变异系数和最小显著差用于植物标本的各种生长参数。对两种条件计算变异系数（CV，标准偏差除以均值）和最小显著差（LSD，在统计上保持显著的最小差），即对干旱条件和标准条件下培植的植物。这些测量的结果在表2和图3和图4中列出。

表2：在早期干旱条件下培植的植物种群和在标准条件下培植的植物种群的变异性比较

在表2中，采用如表1相同的参数定义。

在图3和图4中，空心柱表示在早期干旱条件下培植的植物测量值，而填充柱表示在正常（即标准）条件下培植的植物的相应测量值。

因此，表2和图3和图4示出主要在与种子相关的参数中变异的明显减少。

特别关注的是，LSD以2倍减少，这意味着试验的分辨率已经翻番。因此，使用类似强度或可能更温和的干旱胁迫具有通过提供更高的分辨率（可用相同的种群规模检测更小的差异）或通过允许在保持相同水平的精度同时减少种群规模来极大改进植物评估程序的潜力。

3.解释

早期干旱胁迫减少了数周后测量的参数变异性（诸如能育率、种子产量等）的事实令人惊讶。在不旨在由以下理论约束的情况下，这种效应不同的可能解释可能如下：

a）植物蒸发从土壤中提取的水。土壤的水耗尽的速度取决于植物的蒸腾作用能力，其本身与叶片面积相关。当水的可用性下降到一定阈值以下时，植物停止从土壤吸收水并且生长受到抑制。较大的快速生长的植物相比较小的缓慢生长的植物具有更高的蒸腾能力。因此，在该设定中，人们可以预期较大的植物停止生长较早，它们经历更严重的干旱损害，且相比较小的植物恢复更慢。因此，尺寸和性能上的初始差异在后面的阶段减少。

b）相对温和的干旱胁迫不会对植物造成永久性伤害，仅是生长的临时阻止。人们可以假设，这种温和胁迫引起对其它类型胁迫的气候适应（acclimation）和/或引起补偿反应，因此改善了植物的总体性能。该假设由观察支持，即当返回到正常条件时，受胁迫的植物表现出更快的生长，允许它们追上良好的浇水控制。这种气候适应和/或补偿反应已在其它植物系统中观察到并在文献中被报道。

c)在干旱期间干燥的土壤条件可导致根系统更好的氧合作用和/或增加根生产作为气候适应反应。在这两种情形中，其结果是改进植物性能的更加健康、更加高效的根系统。

总之，发现在生长周期早期施加的相对温和的干旱处理减少了成熟时植物株间的变异性并因此允许采用更高的精度或采用减少的种群来检测产量成分的变化。

干旱处理本身可能以相比上述公开不同的方式施加。替代如上公开的两个连续干旱周期，其可能使用不同数量的干旱周期，诸如仅有一个干旱周期。此外，替代使用周期，可以施加其他类型的干旱条件。此外，再浇水的水分阈值可能高于（不太严重）12%。此外，即使上述公开的实验以水稻执行，人们可以合理地预期这种干旱效应可在其它物种中观察到，诸如其它谷类或其它类型的植物。

参考标记

110 用于监测生长条件的系统

112 植物容器

114 生长培养基

116 植物标本、植物

118 传送系统

120 传送方向

122 传送带

124 传送控制器

126 系统控制器

128 数据处理设备

130 测量位置

132 非接触电容式湿度传感器

134 探针

136 测量设备

138 成像系统

140 摄像机系统

142 浇水站

143 监测系统

144 供应系统

146 标识符

148 读取器

150 评估设备

152 显示设备

154 键盘

156 数据库

158 图像评估设备

160 存储设备

Claims

1.一种系统（110），用于监测多个植物容器（112）的生长条件，所述系统（110）具有用于传送所述植物容器（112）的传送系统（118），每个植物容器（112）包括至少一个生长培养基（114）并优选包括至少一个植物标本（116），所述系统（110）进一步包括至少一个测量位置（130），所述测量位置（130）具有至少一个非接触电容式湿度传感器（132），所述系统（110）适于将所述植物容器（112）连续传送到所述测量位置（130）并且从所述测量位置（130）传送，所述系统（110）进一步适于通过使用所述非接触电容式湿度传感器（132）在所述测量位置（130）中测量所述植物容器（112）的生长培养基（114）的湿度。

2.根据前述权利要求所述的系统（110），其中所述非接触电容式湿度传感器（132）从所述植物容器（112）的较低侧通过所述植物容器（112）的底部来执行湿度测量。

3.根据前述权利要求中的一项所述的系统（110），所述传送系统（118）具有传送带（122），其中所述非接触电容式湿度传感器（132）安装在所述传送带（122）的下面。

4.根据前述权利要求中的一项所述的系统（110），所述系统（110）进一步具有至少一个浇水站（142），所述系统（110）适于向每个植物容器（112）中的所述生长培养基（114）添加液体，优选自动添加液体。

5.根据前述权利要求中的一项所述的系统（110），所述植物容器（112）各具有至少一个标识符（146），该标识符（146）优选为至少一个条形码和/或至少一个非接触式电子标识符（146），该非接触式电子标识符（146）优选为至少一个RFID标签，所述系统（110）适于识别目前位于所述测量位置（130）中的所述植物容器（112）。

6.根据前述权利要求中的一项所述的系统（110），所述系统（110）进一步具有至少一个监测系统（143），所述监测系统（143）适于监测在所述植物容器（112）中的所述生长培养基（114）的湿度，优选作为植物标本（116）的函数和/或时间的函数。

7.根据前述权利要求中的一项所述的系统（110），所述系统（110）进一步具有用于捕获所述植物标本（116）的图像的至少一个成像系统（138）。

8.根据前述权利要求中的一项所述的系统（110），所述系统（110）进一步具有用于测量所述植物标本（116）的至少一个生长参数的至少一个测量设备（136）。

9.根据前述权利要求所述的系统（110），所述至少一个生长参数选自：所述植物标本（116）的高度；所述植物标本（116）的宽度；所述植物标本（116）的颜色参数；叶片数量；所述植物标本（116）的至少一个结构；所述植物标本（116）中花的存在；表征所述植物标本（116）的生物量体积的参数；表征所述植物容器（112）内部的所述植物标本（116）和/或所述生长培养基（114）的生化内容的参数；表征所述植物标本（116）的根生长的参数。

10.一种方法，用于监测多个植物容器（112）的生长条件，其中每个植物容器（112）包括至少一个生长培养基（114）并优选包括至少一个植物标本（116），其中将所述植物容器（112）连续传送到至少一个测量位置（130）和从所述至少一个测量位置（130）传送，其中通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器（132）来测量在所述测量位置（130）中的所述容器（112）的所述生长培养基（114）的湿度。

11.根据前述权利要求所述的方法，其中使用根据涉及用于控制生长条件的系统（110）的前述权利要求中的一项所述的系统（110）。

12.根据前述方法权利要求中的一项所述的方法，其中监测并优选记录每个植物标本（116）的水消耗。

13.一种跟踪方法，用于跟踪多个植物标本（116）的生长条件，其中所述多个植物标本（116）在多个植物容器（112）内部的生长培养基（114）中生长，其中使用根据前述方法权利要求中的一项所述的方法用于控制每个植物容器（112）中的湿度，其中将每个植物容器（112）中的湿度存储在数据库（156）中，优选作为时间的函数和/或作为植物标本（116）的函数。

14.根据前述权利要求所述的跟踪方法，其中进一步将每个植物标本（116）的至少一个生长参数记录在所述数据库（156）中，优选作为时间的函数和/或作为植物标本（116）的函数。

15.根据涉及跟踪方法的前述方法权利要求中的一项所述的跟踪方法，其中执行干旱测试和/或水利用效率测试，在该测试中各种植物标本（116）在一段时间内经受缺水或减少水量，其中记录所述植物标本（116）对缺水或减少水量的反应。

16.一种方法，用于培植植物（116），该方法包括在具有受控液体供应的受控气候条件环境中，生长在承担有均匀特性生长培养基（114）的多个植物容器（112）中的至少一个物种的多个植物，并且改变所需环境内的所述植物容器（112）的位置以确保对于环境条件在所述植物容器（112）中的所有植物（116）的至少基本上均匀的暴露，并且所述过程进一步包括步骤：通过比较所述植物（116）的表型特性来选择用于进一步培植或用于商业用途的植物（116），其中通过传送系统（118）将所述植物容器（112）连续传送到测量位置（130）并且从所述测量位置（130）传送，其中通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器（132）来测量在所述测量位置（130）中的所述植物容器（112）的所述生长培养基（114）的湿度。

17.一种方法，用于表型植物（116）的改进生长，该方法用于基于表型评分选择最期望的基因型，所述方法包括：

在它们的生长周期期间自动移动所述植物（116），以便避免到特定微环境的长时间暴露；

通过使用至少一个非接触电容式湿度传感器（132），测量所述植物（116）的生长培养基（114）的湿度；以及

控制所述湿度。

18.一种方法，用于生长植物（116）的胁迫抗性的快速分析，所述方法包括：

在胁迫条件下生长所述植物（116）；

基于所述湿度，分析所述植物（116）的所述胁迫抗性。

19.一种非接触电容式湿度传感器（132）在用于培植植物（116）的过程中的用途。

20.一种非接触电容式湿度传感器（132）在干旱筛选中的用途。

21.一种非接触电容式湿度传感器（132）用于测量在植物容器（112）中的含水量的用途。

22.一种方法，用于提供植物标本（116）的种群，优选通过使用根据涉及用于监测多个植物容器（112）的生长条件的系统（110）的前述权利要求中的一项所述的系统（110），所述方法包括：

确定包括低于所述标准浇水条件的浇水条件的干旱条件；

通过使用所述干旱条件，在包括至少一个生长培养基的至少一个植物容器中培植植物标本（116）的种群。

23.根据前述权利要求所述的方法，其中在植物标本（116）的种群的培植期间，使用非接触电容式湿度传感器（132）用于监测所述干旱条件。

24.根据两个前述权利要求中的一项所述的方法，其中在所述植物标本开花之前，通过使用所述干旱条件进行植物标本（116）的培植，其中然后优选使用所述标准浇水条件。

25.根据三个前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述干旱条件包括所述生长培养基的浇水，使得将所述生长培养基浇水高到至少一个预定上部水平，其中一旦所述生长培养基的湿度已经降到至少一个预定下部水平就执行再浇水，其中所述干旱条件包括至少两个干旱周期，其中在每个周期中进行浇水高到所述至少一个预定上部水平并随后降到所述至少一个预定下部水平。

26.根据四个前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述干旱条件包括与所述标准条件相比，将所述生长培养基浇水到20%至80%的时间平均值，优选与所述标准条件相比，将所述生长培养基浇水到40%至70%的时间平均值。

27.一种植物标本（116）的种群，该种群由根据五个前述权利要求中的一项所述的方法产生。

28.一种方法，用于确定至少一个效应物条件的表型效应，所述方法包括使根据前述权利要求的植物标本（116）的种群经受所述至少一个效应物条件，并且确定所述植物标本（116）的至少一个生长参数。

29.根据前述权利要求所述的方法，其中将所述种群的至少两个植物标本（116）经受不同的效应物条件，其中比较所述至少两个植物标本（116）的生长参数。