Wurzelvermessung

Bildanalyse zur Quantifizierung von Wurzeln mit dem Lemnatec Scanalyzer Mit dem LemnaTec Scanalyzer lassen sich Wuchsparameter von Wurzeln quantitativ automatisch erfassen. Wichtigster Parameter sind die

Gesamtwurzellänge, wie sie nach Ausbreitung der Wurzeln auf der Probenfläche sichtbar ist. Gemessene Gesamtwurzellängen der als Proben 1 bis 10 analysierten Gerstenkeimlinge. Die zugehörigen Bilder sind unten dargestellt.Die minimal erkennbaren Wurzeldurchmesser hängen entscheidend von der Auflösung der Bilder an. Bei einer Probengröße von 60 x 80 mm lassen sich mit dem Scanalyzer Wurzeln bis hinunter zu 200 µm sicher erfassen. Bei einer Probengröße von 120 x 160 mm bis hinunter zu 0,4 mm. Durch den Einsatz einer hochauflösenden Zeilenkamera lassen sich Bilder mit unbegrenzter Länge und einer Breite bis zu 20 cm aufnehmen und die Erfassungsgrenze auf ein Drittel senken (z. B.60 µm bei 5 cm Probenbreite). Je höher die Auflösung der Bilder, desto besser lassen sich die Wurzeln klassifizieren.Das Bildanalysesystem erfasst Länge und den mittleren Durchmesser der einzelnen bildanalytisch getrennten Wurzelsegmente. Hieraus lassen sich Aussagen über den Verzweigungsgrad der Wurzeln ableiten und Primär- und Sekundärwurzeln anhand ihrer Dicke trennen. Die objektivste Darstellungsmethode, die ein Minimum an Probenvorbereitung erfordert, ist die Darstellung der Längenverteilung der Wurzeln in Abhängigkeit von der Wurzelbreite. Hier lassen sich die charakteristischen Unterschiede zwischen den einzelnen Proben deutlich am quantitativen Datensatz ablesen.

Längenverteilung der Wurzeln in Abhängigkeit von der Breite der Wurzeln. Statt der Länge kann auch die Fläche der Wurzeln pro Breitenklasse angegeben werden. Diese Darstellung erlaubt dann auch die Kombination von Größen und Farbinformationen, wenn es z. B. darum geht, spezifische Verfärbungsmuster quantitativ darzustellen.

Musterbild einer Farbklassifizierung von Probe 10. Das Klassifizierungsschema kann vom Anwender frei definiert werden.

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Analysierte Wurzeln von links oben in nach rechts unten Proben 1 bis 6. Die hier stattfindende Trennung in rote und gelbe Bereiche gibt einen guten Eindruck der Wurzelbreite, die dann für die Trennung in Primär und Sekundärwurzeln genutzt werden kann. Je höher die Auflösung der Bilder, desto differenzierter können die Wurzeln klassifiziert werden.
Originalbilder und analysierte Wurzeln Proben 7-10

Je nach Wurzeltyp und Anordnung der Wurzeln (Kreuzungsfreiheit der Primärwurzeln) kann in einem weiteren Schritt das Verzweigungsmuster der Wurzeln automatisch (anhand der Wurzelbreite, ggf. auch Morphologie) oder durch eine zusätzliche graphische Eingabemöglichkeit analysiert werden.

Musterbild für eine manuell unterstützte Trennung von Primär- und Sekundärwurzeln (Probe 10).