一种芍药茎尖剥离脱毒切割方法及系统

本发明涉及农业培育，具体涉及一种芍药茎尖剥离脱毒切割方法及系统。

背景技术：

1、芍药系无性繁殖材料种植，在连年的种植过程中，通常会受到病毒的侵害，从而影响其产量和品质。芍药种植过程中，很容易被病毒感染，进而导致植株矮化、叶片萎蔫、茎秆细弱、薯块偏小等结果.由于连年种植芍药的药农通常采用自留种的方式，因此在世代传递的过程中，更容易导致毒素积累，上述现象表现得也更为明显，芍药的易感病毒有20多种，这些病毒会使芍药呈现不同的病态，最终导致产量和质量的降低。病毒在芍药植株中的分布是不均匀的，细胞分裂与病毒复制之间存在竞争关系，在新陈代谢活跃的新生分生组织中一般不含病毒。

2、采用茎尖组织培养获得脱毒苗为常用的培育块根的方法，当前的茎尖剥离技术是将无菌材料放于解剖镜下，逐层剥离到带1-2个叶原基为止，然后切取0.2-0.4mm的茎尖，为防止剥离出的茎尖变干，应选择荧光灯或玻璃纤维为好，同时在材料下要垫一块湿润的无菌滤纸，由于茎尖剥离是在无菌操作台上进行，无菌风持续在吹，虽然下面垫湿润滤纸，但由于操作时间长，很容易造成茎尖干燥，致使成活率下降，上述操作必须在解剖镜下进行，操作性较差；还存在将顶芽剥离到还剩5～6层时，采用“一刀切”的快速剥离技术，即一刀切下，然后用解剖针分离的快速剥离技术，但其对操作人员的操作精度要求较高，并且，上述方法适用于育苗实验室内的小批量培养，规模难以进行扩大，难以满足工厂化育苗、商品化生产的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种芍药茎尖剥离脱毒切割方法及系统，通过飞秒激光对芍药的芽组织进行切割，切割完成后继续输送落料进行收集，获取符合脱毒要求的芍药顶芽，提高茎尖剥离脱毒的效率。

2、本发明的第一目的是提供一种芍药茎尖剥离脱毒切割方法，采用以下方案：包括：

3、于输送机构上装夹待切割的芍药苗，调节激光头参数；

4、输送芍药苗至激光头工作区域，识别芍药苗的顶芽，依据顶芽位置调节激光头位置；

5、激光头工作，输出飞秒激光将顶芽切割出所需的茎尖部位；

6、切割后的芍药苗随输送机构移出激光头工作区域。

7、进一步的，所述于输送机构上装夹待切割的芍药苗包括：选取未经脱毒的芍药苗，将芍药苗放置在输送机构上，并通过夹具将芍药苗进行临时固定，使芍药苗能够跟随输送机构移动。

8、进一步的，所述调节激光头参数包括：依据芍药苗的切割需求选择激光头的激光波长、功率、脉冲宽度参数。

9、进一步的，通过ccd单目摄像头识别芍药植株和定位植株位置，确定芍药苗的顶芽位置。

10、进一步的，芍药苗输送至工作区域后，进行夹持定位，根据设定的顶芽需求长度，通过激光头对所夹持的芍药苗的顶芽进行切割。

11、进一步的，根据芍药顶芽组织的粗细程度，通过连续扫描或多次重复切割来控制切割深度，得到所需深度的切割结果。

12、进一步的，同时夹持定位多株芍药苗，激光头移动过程中依次对多株芍药苗的顶芽进行切割。

13、进一步的，芍药苗的顶芽切割完成后，将所夹持的芍药苗释放，使芍药苗继续跟随输送机构移动。

14、本发明的第二目的是提供一种如第一目的所述的芍药茎尖剥离脱毒切割系统，包括龙门架、切割平台、激光头、控制器和ccd单目摄像头，切割平台上设有用于输送芍药苗的输送机构，龙门架架设在输送机构上方，龙门架能够平行于芍药苗输送方向往复移动，激光头、ccd单目摄像头和控制器分别安装在龙门架上，激光头、ccd单目摄像头分别连接于控制器，激光头输出飞秒激光以切割所输送的芍药苗。

15、进一步的，还包括夹板，夹板通过紧固件安装在龙门架上，夹板能够进行开合动作，以夹持进入激光头工作区域的芍药苗。

16、与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

17、针对目前茎尖剥离存在操作时间长而导致茎尖干燥失活的问题，通过飞秒激光对芍药的芽组织进行切割，连续输送芍药苗至激光头位置，通过识别芍药苗的芽组织并进行切割，得到所需的茎尖及其他部位，从而单独获取内部的茎尖，切割完成后继续输送落料进行收集，获取符合脱毒要求的芍药顶芽，提高茎尖剥离脱毒的效率，适合工厂化育苗、商品化生产。

技术特征：

1.一种芍药茎尖剥离脱毒切割方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的芍药茎尖剥离脱毒切割方法，其特征在于，所述于输送机构上装夹待切割的芍药苗包括：选取未经脱毒的芍药苗，将芍药苗放置在输送机构上，并通过夹具将芍药苗进行临时固定，使芍药苗能够跟随输送机构移动。

3.如权利要求1所述的芍药茎尖剥离脱毒切割方法，其特征在于，所述调节激光头参数包括：依据芍药苗的切割需求选择激光头的激光波长、功率、脉冲宽度参数。

4.如权利要求1所述的芍药茎尖剥离脱毒切割方法，其特征在于，通过ccd单目摄像头识别芍药植株和定位植株位置，确定芍药苗的顶芽位置。

5.如权利要求4所述的芍药茎尖剥离脱毒切割方法，其特征在于，芍药苗输送至工作区域后，进行夹持定位，根据设定的顶芽需求长度，通过激光头对所夹持的芍药苗的顶芽进行切割。

6.如权利要求5所述的芍药茎尖剥离脱毒切割方法，其特征在于，根据芍药顶芽组织的粗细程度，通过连续扫描或多次重复切割来控制切割深度，得到所需深度的切割结果。

7.如权利要求5所述的芍药茎尖剥离脱毒切割方法，其特征在于，同时夹持定位多株芍药苗，激光头移动过程中依次对多株芍药苗的顶芽进行切割。

8.如权利要求7所述的芍药茎尖剥离脱毒切割方法，其特征在于，芍药苗的顶芽切割完成后，将所夹持的芍药苗释放，使芍药苗继续跟随输送机构移动。

9.一种芍药茎尖剥离脱毒切割系统，其特征在于，包括龙门架、切割平台、激光头、控制器和ccd单目摄像头，切割平台上设有用于输送芍药苗的输送机构，龙门架架设在输送机构上方，龙门架能够平行于芍药苗输送方向往复移动，激光头、ccd单目摄像头和控制器分别安装在龙门架上，激光头、ccd单目摄像头分别连接于控制器，激光头输出飞秒激光以切割所输送的芍药苗。

10.如权利要求9所述的芍药茎尖剥离脱毒切割系统，其特征在于，还包括夹板，夹板通过紧固件安装在龙门架上，夹板能够进行开合动作，以夹持进入激光头工作区域的芍药苗。

技术总结
本发明提供一种芍药茎尖剥离脱毒切割方法及系统，涉及农业培育技术领域，针对目前茎尖剥离存在操作时间长而导致茎尖干燥失活的问题，通过飞秒激光对芍药的芽组织进行切割，连续输送芍药苗至激光头位置，通过识别芍药苗的芽组织并进行切割，得到所需的茎尖及其他部位，从而单独获取内部的茎尖，切割完成后继续输送落料进行收集，获取符合脱毒要求的芍药顶芽，提高茎尖剥离脱毒的效率，适合工厂化育苗、商品化生产。

技术研发人员：唐欣,邵长勇,邵明玺,张丽丽,姚永革,尉辉,谷停停,张晓明,梁超,刘绍玉,牟泽津,刘佳霖,文楚云
受保护的技术使用者：山东农业工程学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16