CN106989776A - 一种可控环境作物表型连续获取系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可控环境作物表型连续获取系统及方法，所述系统包括：作物培养箱，位于所述作物培养箱内部的滑动导轨、表型传感器盒、环境传感器盒和补光灯，以及位于所述作物培养箱外部的环境控制箱、根系箱和根系营养液循环箱；所述表型传感器盒内设置有高光谱成像传感器、热红外成像传感器、三维结构传感器和可见光成像传感器，所述表型传感器盒在所述滑动导轨的带动下定时及定点获取所述作物培养箱内作物的生长连续表型数据；本发明提供的可控环境作物表型连续获取系统可以在可控环境下开展作物表型指标获取与分析，本发明能够明确环境条件对表型参数变化的影响规律，使得对表型参数的认识更为符合实际情况。

Description

一种可控环境作物表型连续获取系统及方法

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种可控环境作物表型连续获取系统及方法。

背景技术

作物表型是基因型与环境互作产生的全部或部分可辨识特征和性状。从功能基因组学到作物栽培生理的各个层面都涉及到各种特征和性状即表型的鉴别与分析，以及对复杂的植物生长环境的监测与控制。到目前为止，大部分表型鉴定通过人工方式完成，效率低下误差不可控。

现有技术公开了一种田间作物表型数据高通量采集系统，该技术存在以下两个主要缺陷：(1)不能获取作物的光照、温度、空气湿度、CO2浓度等环境信息。(2)无法控制作物所处的环境条件，不能测量作物逆境胁迫(如高温、低温、干旱等)时表型指标的变化。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种可控环境作物表型连续获取系统及方法，本发明可以在可控环境下开展作物表型指标获取与分析，本发明能够明确环境条件对表型参数变化的影响规律，使得对表型参数的认识更为符合实际情况。

具体地，本发明提供了以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种可控环境作物表型连续获取系统，包括：

作物培养箱，位于所述作物培养箱内部的滑动导轨、表型传感器盒、环境传感器盒和补光灯，以及位于所述作物培养箱外部的环境控制箱、根系箱和根系营养液循环箱；

其中，所述作物培养箱用于供植物培养使用；

所述滑动导轨安装在所述作物培养箱内侧的顶部；

所述表型传感器盒连接于所述滑动导轨上，所述表型传感器盒内设置有高光谱成像传感器、热红外成像传感器、三维结构传感器和可见光成像传感器，所述表型传感器盒在所述滑动导轨的带动下定时及定点获取所述作物培养箱内作物的生长连续表型数据，并完成数据的存储和传输；

所述环境传感器盒内安装有空气温度传感器、空气相对湿度传感器和光合有效辐射传感器，所述空气温度传感器、空气相对湿度传感器和光合有效辐射传感器用于实时测量所述作物培养箱内的环境信息，并进行数据存储和传输；

所述补光灯用于为作物提供光合有效辐射波段内的光照，其光照辐射强度根据预设需求进行调节；

所述环境控制箱的一端通过设置在所述作物培养箱底部的进气口与所述作物培养箱连接，所述环境控制箱的另一端通过设置在所述作物培养箱顶部的出气口与所述作物培养箱连接，通过所述出气口与所述进气口的配合使用，使得所述作物培养箱内的空气定向流动，所述环境控制箱内设置有空气温度调节模块、空气相对湿度调节模块、空气循环模块和CO₂浓度分析模块，所述环境控制箱用于通过所述进气口和所述出气口调节所述作物培养箱内作物的生长温度和相对湿度环境，以及测定CO₂浓度变化表征的作物光合速率；

所述根系箱位于所述作物培养箱的底部，用于盛放根系生长的营养液；

所述根系营养液循环箱与所述根系箱连接，内置有真空循环泵、营养液各个组分的盛放管以及混液装置，用于维持所述根系箱内预定的营养成分比例和浓度。

进一步地，所述根系箱包括前侧面板、左侧面板、右侧面板和后侧面板；其中，左侧面板、右侧面板和后侧面板采用黑色有机玻璃材料制成，前侧面板采用透明有机玻璃制成，前侧面板安装有横向黑色拉门以便于观察作物根系生长表型。

进一步地，所述作物培养箱的一侧设置有作物培养箱密封门，所述作物培养箱密封门四周安装有密封条，所述作物培养箱关闭时形成作物生长密闭环境，打开时用于方便对作物进行栽培操作。

进一步地，所述进气口安装有气密性电控阀门，用于控制所述环境控制箱向所述作物培养箱内输入预设温湿度的气体；所述出气口安装有气密性电控阀门，用于与所述进气口配合使用，使所述作物培养箱内的空气定向流动。

进一步地，所述滑动导轨上安装有步进电机、电机控制器、同步带及滑块，所述滑块上部配有安装孔，所述安装孔用于连接所述表型传感器盒。

第二方面，本发明还提供了一种基于如上面所述的可控环境作物表型连续获取系统的可控环境作物表型连续获取方法，该方法包括：

S1、根据作物表型信息的获取目的设置预设的环境控制参数；

S2、获取所述环境传感器盒采集的实时环境参数，将所述实时环境参数与所述预设的环境控制参数进行对比，若所述实时环境参数与所述预设的环境控制参数的差值未处在预设范围内，则控制所述环境控制箱调节所述作物培养箱内的温湿度环境，同时调节所述补光灯的光照辐射强度直至所述实时环境参数与所述预设的环境控制参数的差值控制在预设范围内；

S3、控制所述进气口和所述出气口同时打开，使得整个密闭的作物培养箱和环境控制箱内的气体均一稳定流动，环境控制箱内的CO₂浓度分析模块测量流动气体中的CO₂浓度值，并上传至后端服务器的分析软件中；

S4、随着作物生长过程不断向所述根系营养液循环箱中填补作物营养液，每隔预设时间段人工测量一次营养液中各营养成分含量，若某种营养成分含量低于对应的含量阈值，则进行相应补充以使该营养成分含量维持在稳定均一的浓度；

S5、控制所述滑动导轨按照预设的运动规则进行运动以及控制所述表型传感器盒按照预设的采样间隔进行采样，当一个运动采样周期开始，所述滑动导轨带动所述表型传感器盒运动到第一指定位置，所述高光谱成像传感器获取作物不同波段的光谱反射数据并上传至后端服务器的分析软件中；所述热红外传感器获取作物的冠层温度并上传至后端服务器的分析软件中；所述三维结构传感器获取作物的三维形态并上传至后端服务器的分析软件中；所述可见光成像传感器获取作物的形态、颜色和纹理参数并上传至后端服务器的分析软件中，在所述第一指定位置的数据采集完成后，所述滑动导轨运动到下一指定位置，所述表型传感器盒开始该新位置的数据采集及数据上传直到所有预设指定位置的数据均采集和上传完毕。

进一步地，所述后端服务器的分析软件将所述高光谱成像传感器获取的作物不同波段的光谱反射数据解析为作物的叶绿素含量、氮素含量和水分含量生化指标。

进一步地，所述后端服务器的分析软件将所述热红外传感器获取的作物的冠层温度解析为作物的蒸腾速率和水分胁迫指数。

进一步地，所述后端服务器的分析软件将所述三维结构传感器获取的作物的三维形态解析为作物高度、宽度和分支数量角度。

进一步地，后端服务器的分析软件将所述可见光成像传感器获取的作物的形态、颜色和纹理参数解析为作物生物量、叶面积指数和冠层空隙度指标。

由上述技术方案可知，本发明提供的可控环境作物表型连续获取系统，可以在可控环境下开展作物表型指标获取与分析，能够创造空气温度、空气相对湿度、光合有效辐射、根系养分等不同环境条件，同时进行定时定点多传感器融合的作物表型参数采集，本发明能够明确环境条件对表型参数变化的影响规律，对表型参数的认识更为符合实际情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的可控环境作物表型连续获取系统的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的可控环境作物表型连续获取方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明一实施例提供的可控环境作物表型连续获取系统的结构示意图。参见图1，本实施例提供的可控环境作物表型连续获取系统包括：

作物培养箱0，位于所述作物培养箱0内部的滑动导轨8、表型传感器盒7、环境传感器盒9和补光灯10，以及位于所述作物培养箱0外部的环境控制箱1、根系箱3和根系营养液循环箱4；

其中，所述作物培养箱0用于供植物培养使用；

所述滑动导轨8安装在所述作物培养箱0内侧的顶部；

所述表型传感器盒7连接于所述滑动导轨8上，所述表型传感器盒7内设置有高光谱成像传感器、热红外成像传感器、三维结构传感器和可见光成像传感器，所述表型传感器盒7在所述滑动导轨8的带动下定时及定点获取所述作物培养箱0内作物的生长连续表型数据，并完成数据的存储和传输；

其中，所述高光谱成像传感器用于获取作物不同波段的光谱反射数据并上传至后端服务器的分析软件中，后端服务器的分析软件可以将高光谱成像传感器获取的作物不同波段的光谱反射数据解析为作物的叶绿素含量、氮素含量和水分含量等表型数据；所述热红外传感器用于获取作物的冠层温度并上传至后端服务器的分析软件中，后端服务器的分析软件可以将热红外传感器获取的作物的冠层温度解析为作物的蒸腾速率和水分胁迫指数等表型数据；所述三维结构传感器用于获取作物的三维形态并上传至后端服务器的分析软件中，后端服务器的分析软件可以将三维结构传感器获取的作物的三维形态解析为作物高度、宽度和分支数量角度等表型数据；所述可见光成像传感器用于获取作物的形态、颜色和纹理参数并上传至后端服务器的分析软件中，后端服务器的分析软件可以将可见光成像传感器获取的作物的形态、颜色和纹理参数解析为作物生物量、叶面积指数和冠层空隙度等表型数据。

所述环境传感器盒9内安装有空气温度传感器、空气相对湿度传感器和光合有效辐射传感器，所述空气温度传感器、空气相对湿度传感器和光合有效辐射传感器用于实时测量所述作物培养箱内的环境信息，并进行数据存储和传输；

所述补光灯10用于为作物提供光合有效辐射波段内的光照，其光照辐射强度根据预设需求进行调节；

所述环境控制箱1的一端通过设置在所述作物培养箱底部的进气口2与所述作物培养箱0连接，所述环境控制箱1的另一端通过设置在所述作物培养箱顶部的出气口6与所述作物培养箱0连接，通过所述出气口6与所述进气口2的配合使用，使得所述作物培养箱0内的空气定向流动，所述环境控制箱1内设置有空气温度调节模块、空气相对湿度调节模块、空气循环模块和CO₂浓度分析模块，所述环境控制箱1用于通过所述进气口和所述出气口调节所述作物培养箱0内作物的生长温度和相对湿度环境，以及测定CO₂浓度变化表征的作物光合速率；

所述根系箱3位于所述作物培养箱0的底部，用于盛放根系生长的营养液；

所述根系营养液循环箱4与所述根系箱3连接，内置有真空循环泵、营养液各个组分的盛放管以及混液装置，用于维持所述根系箱3内预定的营养成分比例和浓度。

优选地，所述根系箱3包括前侧面板、左侧面板、右侧面板和后侧面板；其中，左侧面板、右侧面板和后侧面板采用黑色有机玻璃材料制成，前侧面板采用透明有机玻璃制成，前侧面板安装有横向黑色拉门以便于观察作物根系生长表型。

优选地，所述作物培养箱0的一侧设置有作物培养箱密封门5，所述作物培养箱密封门5四周安装有密封条，所述作物培养箱0关闭时形成作物生长密闭环境，打开时用于方便对作物进行栽培操作。

优选地，所述进气口2安装有气密性电控阀门，用于控制所述环境控制箱1向所述作物培养箱0内输入预设温湿度的气体；例如，当所述作物培养箱0内的温湿度达不到预设要求时，可以向环境控制箱1发出指令，以增加空气温度以及空气相对湿度，例如关闭进气口2的阀门，打开出气口6的阀门抽出1/2空气，然后关闭出气口6的阀门打开进气口2的阀门，使得预设温湿度的空气进入培养箱，如此反复直到作物培养箱0内的温湿度环境条件稳定至预设要求为止。

优选地，所述出气口6安装有气密性电控阀门，用于与所述进气口配合使用，使所述作物培养箱内的空气定向流动，以便于利用环境控制箱1内的CO₂浓度分析模块测量流动气体中的CO₂浓度值，进而获得作物光合速率这一表型参数。

优选地，所述滑动导轨8上安装有步进电机、电机控制器、同步带及滑块，所述滑块上部配有安装孔，所述安装孔用于连接所述表型传感器盒7。

由上述记载的方案可知，本发明实施例提供的可控环境作物表型连续获取系统，可以在可控环境下开展作物表型指标获取与分析，能够创造空气温度、空气相对湿度、光合有效辐射、根系养分等不同环境条件，同时进行定时定点多传感器融合的作物表型参数采集，本发明实施例能够明确环境条件对表型参数变化的影响规律，对表型参数的认识更为符合实际情况。

本发明另一实施例还提供了一种基于上面实施例所述的可控环境作物表型连续获取系统的可控环境作物表型连续获取方法，参见图2，该方法包括如下步骤：

步骤101：根据作物表型信息的获取目的设置预设的环境控制参数。

在本步骤中，所述预设的环境控制参数包括预设的光照辐射强度和预设的空气温湿度等。如假若欲测量弱光照强度影响作物光合速率、干物质积累、生物量变化相关的作物表型变化，则可以设置作物培养箱的光照辐射强度为正常值的2/3，空气温度和空气相对湿度为作物生长正常值。

步骤102：获取所述环境传感器盒采集的实时环境参数，将所述实时环境参数与所述预设的环境控制参数进行对比，若所述实时环境参数与所述预设的环境控制参数的差值未处在预设范围内，则控制所述环境控制箱调节所述作物培养箱内的温湿度环境，同时调节所述补光灯的光照辐射强度直至所述实时环境参数与所述预设的环境控制参数的差值控制在预设范围内。

在本步骤中，随着作物生长进程的发展以及外界环境的变化，作物生长中的生理生化过程，例如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用及外界室温的变化都会影响培养箱内的环境，环境传感器盒9以较短的时间间隔，定时采集箱体内的环境数据，并发送到后端服务器控制软件上，服务器控制软件分析比对后，如果测量值(实时环境参数)与设定值(预设的环境控制参数)差异超过5％，则向环境控制箱1发出指令，增加或降低空气温度以及空气相对湿度，例如关闭进气口2的阀门，打开出气口6的阀门抽出1/2空气，然后关闭出气口6的阀门打开进气口2的阀门，使特定温度的空气进入培养箱，如此反复直到作物培养箱内的环境条件稳定到设定值为止。同时调节所述补光灯10，使得作物培养箱的光照辐射强度为正常光照辐射强度值的2/3。

步骤103：控制所述进气口和所述出气口同时打开，使得整个密闭的作物培养箱和环境控制箱内的气体均一稳定流动，环境控制箱内的CO₂浓度分析模块测量流动气体中的CO₂浓度值，并上传至后端服务器的分析软件中。

在本步骤中，在测量CO₂浓度值，将进气口2和所述出气口6同时打开，使得整个密闭的作物培养箱0和环境控制箱1内的气体均一稳定流动，利用环境控制箱内的CO₂浓度分析模块测量流动气体中的CO₂浓度值，并上传至后端服务器的分析软件中。这里，环境控制箱内的CO₂浓度分析模块可以为CO₂浓度分析传感器。可见，在本步骤中，可以在指定的环境下进行作物光合速率这一表型参数的连续测量。

步骤104：随着作物生长过程不断向所述根系营养液循环箱中填补作物营养液，每隔预设时间段人工测量一次营养液中各营养成分含量，若某种营养成分含量低于对应的含量阈值，则进行相应补充以使该营养成分含量维持在稳定均一的浓度。

在本步骤中，可以向所述根系营养液循环箱4内注入含有氮磷钾等大量元素及钙镁锰锌等微量元素和蔗糖的作物营养液，并随着作物生长过程的消耗不断填补，每隔一段时间人工测量一次营养液中各营养成分含量，如果低至对应的含量阈值，则进行相应的补充以使各营养成分含量均维持在稳定均一的浓度。在本步骤中，还可以通过打开根系箱3前侧面板中的横向黑色拉门，观察测量作物根系的生长表型，并上传至后端服务器的分析软件中。

步骤105：控制所述滑动导轨按照预设的运动规则进行运动以及控制所述表型传感器盒按照预设的采样间隔进行采样，当一个运动采样周期开始，所述滑动导轨带动所述表型传感器盒运动到第一指定位置，所述高光谱成像传感器获取作物不同波段的光谱反射数据并上传至后端服务器的分析软件中；所述热红外传感器获取作物的冠层温度并上传至后端服务器的分析软件中；所述三维结构传感器获取作物的三维形态并上传至后端服务器的分析软件中；所述可见光成像传感器获取作物的形态、颜色和纹理参数并上传至后端服务器的分析软件中，在所述第一指定位置的数据采集完成后，所述滑动导轨运动到下一指定位置，所述表型传感器盒开始该新位置的数据采集及数据上传直到所有预设指定位置的数据均采集和上传完毕。

在本步骤中，可以在后端服务器控制软件中设置滑动导轨8的运动规则以及表型传感器盒7的数据采样间隔，然后控制滑动导轨8按照预设的运动规则进行运动以及控制所表型传感器盒7按照预设的采样间隔进行采样，当一个运动采样周期开始，滑动导轨8带动表型传感器盒7运动到第一指定位置，高光谱成像传感器获取作物不同波段的光谱反射数据并上传至后端服务器的分析软件中，后端服务器的分析软件可以将高光谱成像传感器获取的作物不同波段的光谱反射数据解析为作物的叶绿素含量、氮素含量和水分含量等生化指标；热红外传感器获取作物的冠层温度并上传至后端服务器的分析软件中，后端服务器的分析软件可以将热红外传感器获取的作物的冠层温度解析为作物的蒸腾速率和水分胁迫指数等；三维结构传感器获取作物的三维形态并上传至后端服务器的分析软件中，后端服务器的分析软件可以将三维结构传感器获取的作物的三维形态解析为作物高度、宽度和分支数量角度等；可见光成像传感器获取作物的形态、颜色和纹理参数并上传至后端服务器的分析软件中，后端服务器的分析软件可以将可见光成像传感器获取的作物的形态、颜色和纹理参数解析为作物生物量、叶面积指数和冠层空隙度等指标。在第一指定位置的数据采集完成后，滑动导轨8运动到下一指定位置，表型传感器盒7开始该新位置的数据采集及数据上传直到所有预设指定位置的数据均采集和上传完毕。

可见，本发明实施例提供的结合环境控制的作物表型连续获取方法，可以控制作物所处环境的光照、温度、空气相对湿度、CO₂等，在封闭的环境下进行作物高度、三维结构、分支数量、角度、生化组分、光合速率等一系列表型参数的连续测量。

可以理解的是，若将环境传感器盒和表型传感器盒采集的数据在后端服务器中进行统一汇总分析，可以得到不同环境条件下作物表型的变化趋势。

由于本实施例提供的可控环境作物表型连续获取方法采用上述实施例所述的可控环境作物表型连续获取系统实现，故具有与上述实施例类似的技术效果，此处不再赘述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可控环境作物表型连续获取系统，其特征在于，包括：

作物培养箱，位于所述作物培养箱内部的滑动导轨、表型传感器盒、环境传感器盒和补光灯，以及位于所述作物培养箱外部的环境控制箱、根系箱和根系营养液循环箱；

其中，所述作物培养箱用于供植物培养使用；

所述滑动导轨安装在所述作物培养箱内侧的顶部；

所述表型传感器盒连接于所述滑动导轨上，所述表型传感器盒内设置有高光谱成像传感器、热红外成像传感器、三维结构传感器和可见光成像传感器，所述表型传感器盒在所述滑动导轨的带动下定时及定点获取所述作物培养箱内作物的生长连续表型数据，并完成数据的存储和传输；

所述环境传感器盒内安装有空气温度传感器、空气相对湿度传感器和光合有效辐射传感器，所述空气温度传感器、空气相对湿度传感器和光合有效辐射传感器用于实时测量所述作物培养箱内的环境信息，并进行数据存储和传输；

所述补光灯用于为作物提供光合有效辐射波段内的光照，其光照辐射强度根据预设需求进行调节；

所述环境控制箱的一端通过设置在所述作物培养箱底部的进气口与所述作物培养箱连接，所述环境控制箱的另一端通过设置在所述作物培养箱顶部的出气口与所述作物培养箱连接，通过所述出气口与所述进气口的配合使用，使得所述作物培养箱内的空气定向流动，所述环境控制箱内设置有空气温度调节模块、空气相对湿度调节模块、空气循环模块和CO₂浓度分析模块，所述环境控制箱用于通过所述进气口和所述出气口调节所述作物培养箱内作物的生长温度和相对湿度环境，以及测定CO₂浓度变化表征的作物光合速率；

所述根系箱位于所述作物培养箱的底部，用于盛放根系生长的营养液；

所述根系营养液循环箱与所述根系箱连接，内置有真空循环泵、营养液各个组分的盛放管以及混液装置，用于维持所述根系箱内预定的营养成分比例和浓度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述根系箱包括前侧面板、左侧面板、右侧面板和后侧面板；其中，左侧面板、右侧面板和后侧面板采用黑色有机玻璃材料制成，前侧面板采用透明有机玻璃制成，前侧面板安装有横向黑色拉门以便于观察作物根系生长表型。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述作物培养箱的一侧设置有作物培养箱密封门，所述作物培养箱密封门四周安装有密封条，所述作物培养箱关闭时形成作物生长密闭环境，打开时用于方便对作物进行栽培操作。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述进气口安装有气密性电控阀门，用于控制所述环境控制箱向所述作物培养箱内输入预设温湿度的气体；所述出气口安装有气密性电控阀门，用于与所述进气口配合使用，使所述作物培养箱内的空气定向流动。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滑动导轨上安装有步进电机、电机控制器、同步带及滑块，所述滑块上部配有安装孔，所述安装孔用于连接所述表型传感器盒。

6.一种基于如权利要求1～5任一项所述的可控环境作物表型连续获取系统的可控环境作物表型连续获取方法，其特征在于，该方法包括：

S1、根据作物表型信息的获取目的设置预设的环境控制参数；

S2、获取所述环境传感器盒采集的实时环境参数，将所述实时环境参数与所述预设的环境控制参数进行对比，若所述实时环境参数与所述预设的环境控制参数的差值未处在预设范围内，则控制所述环境控制箱调节所述作物培养箱内的温湿度环境，同时调节所述补光灯的光照辐射强度直至所述实时环境参数与所述预设的环境控制参数的差值控制在预设范围内；

S3、控制所述进气口和所述出气口同时打开，使得整个密闭的作物培养箱和环境控制箱内的气体均一稳定流动，环境控制箱内的CO₂浓度分析模块测量流动气体中的CO₂浓度值，并上传至后端服务器的分析软件中；

S4、随着作物生长过程不断向所述根系营养液循环箱中填补作物营养液，每隔预设时间段人工测量一次营养液中各营养成分含量，若某种营养成分含量低于对应的含量阈值，则进行相应补充以使该营养成分含量维持在稳定均一的浓度；

S5、控制所述滑动导轨按照预设的运动规则进行运动以及控制所述表型传感器盒按照预设的采样间隔进行采样，当一个运动采样周期开始，所述滑动导轨带动所述表型传感器盒运动到第一指定位置，所述高光谱成像传感器获取作物不同波段的光谱反射数据并上传至后端服务器的分析软件中；所述热红外传感器获取作物的冠层温度并上传至后端服务器的分析软件中；所述三维结构传感器获取作物的三维形态并上传至后端服务器的分析软件中；所述可见光成像传感器获取作物的形态、颜色和纹理参数并上传至后端服务器的分析软件中，在所述第一指定位置的数据采集完成后，所述滑动导轨运动到下一指定位置，所述表型传感器盒开始该新位置的数据采集及数据上传直到所有预设指定位置的数据均采集和上传完毕。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述后端服务器的分析软件将所述高光谱成像传感器获取的作物不同波段的光谱反射数据解析为作物的叶绿素含量、氮素含量和水分含量生化指标。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述后端服务器的分析软件将所述热红外传感器获取的作物的冠层温度解析为作物的蒸腾速率和水分胁迫指数。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述后端服务器的分析软件将所述三维结构传感器获取的作物的三维形态解析为作物高度、宽度和分支数量角度。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，后端服务器的分析软件将所述可见光成像传感器获取的作物的形态、颜色和纹理参数解析为作物生物量、叶面积指数和冠层空隙度指标。