數字化植物工廠實驗監測系統，是易科泰最新推出的自主研發專利技術產品（ZL 2024 2 1728504.0），專門針對植物工廠、智慧農業技術領域實驗監測應用。系統集多通道智能LED光源培養、多傳感器表型性狀在線監測功能于一體，同時可配套數字化培養設施、自動澆灌施肥、環境監測及遠程控制功能。應用于數字化、智能化植物培養及表型性狀在線監測，通過提供不同光譜組合、光強以實驗模擬不同光配方對植物的生長和生理生化的影響，研究最佳光配方等。通過RGB成像、葉綠素熒光成像、高光譜成像等先進技術，高通量、非損傷、非接觸、數字化、可視化檢測植物生長、生理狀態、生化指標如光合效率、健康指標、衰老成熟指標、脅迫、色素含量指標、黃酮醇含量指標、次級代謝產物等，用來全方位實驗模擬植物從育種培養、生長監測、環境控制及干預、長勢及品質評價等全生命周期過程。

具體應用領域如下：

1）植物工廠實驗研究

2）智慧農業、垂直農業、設施農業、數字農業模擬及實驗研究

3）光生物學研究

4）遺傳育種與抗性篩選

5）植物表型研究

主要特點如下：

?  多通道智能LED光源調控技術，既可提供不同光譜組合、光強，通過實驗模擬研究最佳光配方，從而配置最佳生長要素，也為表型在線監測提供光場均一穩定的照明光源和激發光源，實現一光多用

?  多傳感器表型性狀在線監測技術，精準研究植物對不同生長要素如不同光配方的具體響應，以及植物生長所需的最佳光配方條件，從而高通量、非損傷、非接觸、數字化、可視化檢測植物生長、生理狀態、生化指標等

?  可根據需求靈活選配RGB成像、多功能高光譜成像、900-1700nm高光譜成像、葉綠素熒光成像、Thermo-RGB成像融合分析等不同表型成像傳感器技術

?  可選配基于蒸滲儀技術的iPOT數字化培養盆，全面監測重量變化、土壤水分與溫度，及葉片溫度、葉綠素熒光、莖流、光合作用等生理生態參數

?  可選配環境控制系統及自動澆灌施肥系統，精確控制溫濕度及CO2濃度，可通過土壤水分傳感器、水勢傳感器及稱重傳感器監測水分情況，從而實施精準澆灌、施肥，使作物在第一時間內得到水、肥、藥補充，促進作物健康生長

?  可選配遠程控制功能模塊，結合機器視覺技術、農業物聯網（AIoT）技術、云計算技術，在線遠程控制光照培養、表型數據采集分析及自動回傳數據至云端，實現遠程實時訪問，查看結果

植物培養過程

主要技術指標：

1)       嵌入式主控系統，全中文操作界面，觸控屏+PC端GUI軟件雙重控制，可無線控制

2)       智能LED培養：標配為冷白光+紅光+紅外光（模擬自然光照）三通道智能可調制LED光源培養系統，可選配RGB三色光源或客戶定制RGB+遠紅4通道LED光源培養系統，光照強度0～500μmol(光量子)/m2.s（強度可根據需求升級），0-100%可調，模擬自然光照、程序模擬晝夜節律等，具備不同光照條件Protocols數據庫功能（如多云天氣、林下光源等）

3)     成像狀態監測：配備RGB監控鏡頭，1080P全高清畫質，畫面植入操作系統，具備虛擬開關，實時傳輸畫面至平臺控制軟件，在線監控工作狀態

4)     標配培養及成像面積：180×60cm，可客戶定制其他規格

5)     RGB成像：通過高分辨率RGB成像可實現植物葉片/冠層的長寬、周長、面積、圓度、緊實度等形態分析；以及VIgreen、VEG、ExG、ExGR、GLI、CIVE、COM、WI、Lab、R/G/B、HSV等顏色分析，可擴展Thermo-RGB紅外熱成像與RGB成像融合分析

6)       葉綠素熒光成像： 可成像測量Fo、Fm、Fp、Ft、Fs、Fm’、Fv/Fm（QYmax）、 ?F/Fm’（YPSII）、Fv/Fo、NPQ、Rfd、Y(NPQ)、Y(NO)、EXC等，及葉綠素熒光快速動力學測量分析參數：Fo、Fi、Fm、Vi、QY、能量散失光量子產量等，及長度、寬度、投影面積（相對生物量）、凸包面積、凸包周長等形態參數

7)     400-1000nm高光譜成像： 可成像分析植物生化、生理指標、光利用效率、健康指數、覆蓋度、脅迫等近百種參數，如 NDVI、NDVI705紅邊歸一化植被指數（對衰老敏感）、VOG1紅邊指數（對葉綠素濃度、物候變化等敏感）、PRI光化學植被指數、PSRI 植被衰減指數（用于指示冠層脅迫、植物衰老、果實成熟等）、SIPI結構不敏感色素指數（反映冠層脅迫程度、生理脅迫檢測等）、CRI1 類胡蘿卜素反射指數、ARI1/ ARI2 花青素反射指數、CI 葉綠素指數（紅邊指數）、WBIR水波段指數（反映水分含量分布）、HI健康指數等植物色素指數和脅迫敏感指數、NPQI歸一化脫鎂指數（用于早期脅迫檢測）、PSSRa（R800/R680）指數

8)     UV-MCF植物熒光成像（選配）：藍綠熒光Fb和Fg及脅迫誘導次級代謝產物指數，葉綠素熒光Fr和Ffr及熒光比值，如Fb/Fg、Fb/Fr、Fb/Ffr、Fr/Ffr等，及F730-740/F680-690（反應葉綠素含量及植物長期脅迫等）、F735/F700（可精確反映葉綠素含量）等

9)       SWIR高光譜成像（選配）：可成像測量分析NDNI歸一化N指數、NDWI歸一化水指數、MSI水分脅迫指數等，可分析土壤有機碳及總氮狀態

10)    SpectrAPP高光譜表型成像分析軟件及 FluorVision高光譜熒光成像分析軟件，可進行光譜融合、ROI選區分析、?積校準、頻率直方圖、自動動識別不同波段峰值并分析其?值等，近百種參數一鍵分析

   應用案例：

白菜苗的靶向農藥篩選：上左圖：培養平臺上下兩層感染蚜蟲白菜苗RGB圖（W1上層，W2下層），紅圈部位為施藥葉片，其余為對照葉片；上右圖：W1、W2葉片施加吡蟲啉前后的熒光光譜；下圖： W1、W2葉片施藥前后F450/F740比值圖對比（左施藥前，右施藥后）；施藥后葉片葉綠素熒光值升高，比值指數降低，蚜蟲導致的紅色斑點減少，說明吡蟲啉可有效祛除蚜蟲，且不會對植物造成不良影響（EcoTech?實驗室提供）