Mesure des Stolons et Rhizomes de Turfgrasses à l’aide d’un système d’analyse des images numériques

Une expérience sur le terrain a été créée à l’automne 2013 pour comparer le développement de stolons et rhizomes de quatre cultivars observé, notamment deux types de semis (« LaPaloma » et « Yukon ») et deux hybrides stériles de végétatives (« Patriot » et « Tifway »). Le dispositif expérimental était un dispositif en blocs aléatoire complet avec trois répétitions, pour un total de 12 parcelles (2 x 2 m). Quatorze des stolons et quatorze rhizomes de chaque cultivar de gazon et de l’observé sauvages ont été prélevés au hasard dans les parcelles, ainsi que des plantes sauvages observé de plus en plus près les parcelles, pour un total de 70 stolons et 70 rhizomes. Tous les stolons et les rhizomes ont été nettoyés comme décrit dans le protocole (étape 2) avant outre mesure. Longueur et le diamètre de l’entre-nœud ont été mesurées avec un pied à coulisse et le dirigeant, respectivement, et le nombre de nœuds a été compté pour chaque stolon ou rhizome. Les temps nécessaires pour nettoyer et mesurer des échantillons de stolons et rhizomes avec la règle et l’étrier ont également été enregistrées. Diamètres de stolons et rhizomes ont été calculés comme le moyen de tous les diamètres d’entre-nœud mesurés. Stolon total et des longueurs totales de rhizome ont été calculés comme la somme de toutes les longueurs de l’entre-nœud. Par ailleurs, total numérisés des longueurs et diamètres numérisées de chaque stolon et rhizome ont été mesurées à l’aide d’un système d’analyse des images numériques, comme indiqué aux paragraphes 3 et 5. Les temps nécessaires pour mesurer les caractéristiques de stolons et rhizomes par le système d’analyse numérique ont été enregistrés. Chaque stolon et les rhizomes ont été ensuite couper avec des ciseaux pour séparer les entre-nœuds des nœuds et les entrenoeuds ont servi à estimer le diamètre de l’entre-nœud numérisés comme décrit aux étapes 3 et 5. Les coefficients de corrélation de Pearson ont été calculés pour les stolons et rhizomes (n = 70 stolons, n = 70 rhizomes) entre mesuré et scanné les longueurs, mesuré et scanné les diamètres et nombre de nœuds, la valeur absolue de la différence entre la mesure et diamètres numérisées et diamètres mesurés et diamètres entre-nœud numérisée. Les longueurs mesurées avec le souverain ont été utilisés pour calibrer les longueurs estimées par le système d’analyse des images numériques. L’analyse de régression indique une forte corrélation entre la longueur de stolon scanné et longueur mesurée (Figure 1 a), avec une pente de 1,03 et l’intersection de-4.22, ainsi qu’entre longueur rhizome scanné et longueur mesurée (Figure 1 b), avec un pente de 1,03 et l’intersection de 4,22. Nettoyage à la main, 14 stolons et 14 rhizomes a pris un temps moyen de 21 min et 24 s et 11 min et 12 s, respectivement. Le temps moyen pour mesurer la longueur, le diamètre et un étrier et souverain était de 14 min et 6 s de stolons et 13 min et 35 s de rhizomes. L’analyse de logiciels et numérisation des échantillons à l’aide de WinRHIZO a eu une moyenne de 11 min pour les stolons et 12 min et 4 s de rhizomes. Mesurée et diamètres numérisées sont également significativement corrélées dans les stolons et rhizomes. Les relations entre le diamètre mesuré et analysé étaient proche de 1:1, ce qui indique un bon ajustement des données (Figure 2 a et 2 b). Cependant, le point d’intersection a indiqué que le système d’analyse des images numériques surestimé diamètre mesuré, surtout pour des valeurs plus faibles, et que des valeurs plus élevées de diamètre de rhizome ont été sous-estimés. Cette surestimation peut être due à des nœuds de stolons qui sont analysés par le logiciel, qui touchent la surface de projection total qui sert à calculer le diamètre (rapport entre la surface de projection total et total longueur) et au contraire sont exclues lorsque les mesures sont empreint de l’étrier. La corrélation entre le nombre de nœuds et différence entre les valeurs de diamètre obtenues par les deux méthodes (mesurés et analysés) n’est significative que dans les stolons (Figure 3 a) ; aussi, les variations dans le nombre de nœuds a expliqué qu’une petite partie de la variation de cette différence (R2 = 14 %). La corrélation observée entre scanné diamètre entre-nœud et mesuré le diamètre (pentes de 1,01 et 0,98 pour stolons et rhizomes, respectivement ; intercepte de presque zéro) (Figure 4 a et 4 b) illustre ce diamètre de l’entre-nœud peut être avec précision estimée à travers le système d’analyse des images numériques aussi longtemps que les nœuds sont supprimés. Par conséquent, stolon total longueur moyenne diamètre et d’échantillons composé de nombreux stolons ou rhizomes peut être facilement et précisément quantifié en utilisant le système d’analyse des images numériques. Dans le cadre d’une expérience en cours, un échantillon de gazon (20 x 20 x 15 cm de profondeur) a été recueilli dans chaque parcelle selon les saisons de l’automne 2013 à 2015 de l’été et a été traité comme décrit dans le protocole. La longueur de stolons et rhizomes par unité de surface (densité de longueur) et le poids par unité de surface (densité de poids) des échantillons prélevés en juillet 2014 sont présentés dans la Figure 5. Différences de densité de stolon longueur ont été observées entre les cultivars multipliées par voie végétative (« Patriot » et « Tifway ») et graines (« La Paloma » et « Yukon »). « Patriot » affiche la plus forte densité de longueur de rhizome, suivie de « Tifway » et les cultivars ensemencés. La densité de poids stolon était différente pour tous les cultivars, avec « Patriot », montrant la valeur la plus élevée, suivie par « Tifway », « La Paloma » et « Yukon ». Les cultivars végétative a également affichent des densités plus élevées de poids de rhizome que les cultivars à graines. Le développement des stolons et rhizomes longueur par unité de surface (densité de longueur) et le poids par unité de surface (densité de poids) du cultivar Patriot tout au long de la période d’étude sont rapportés à la Figure 6. Densité linéaire stolon affiche une augmentation de 2014 de mars à juillet 2014, et il n’a pas varié depuis juillet 2014 jusqu’en juillet 2015. Seulement quelques rhizomes trouvées dans des échantillons prélevés en octobre 2013 et en mars 2014. Densité de longueur de rhizome a augmenté en juillet 2104, atteignant ses valeurs les plus élevées, mais une baisse à nouveau en octobre 2014. Densité de poids stolon légèrement augmentée, de mars à juillet 2014 ; Cependant, une augmentation plus rapide a été observée de juillet à octobre 2014, avec une diminution subséquente en mars 2015. Densité de poids rhizome a une tendance similaire à densité de longueur de rhizome, avec sa valeur la plus élevée en juillet 2014. Le logiciel inclut dans l’analyse de tous les objets dans l’image numérisée. Un exemple d’une disposition de l’analyse d’image numérique de WinRHIZO software est présenté (Figure 7), où les lignes de couleur différente superposer des objets (stolons) de diamètre variable pour calculer la longueur totale par classe de diamètre. Nous pouvons observer que l’analyse prend en fragments de compte des racines ou feuilles. Tel que décrit à l’étape 3.9, il est possible de limiter la largeur et le nombre de classes de diamètre qui sont analysés. L’histogramme montre la distribution des longueurs en classes de diamètre sélectionné (Figure 7). Cet histogramme peut servir à évaluer les classes de diamètre minimal à exclure. Une observation visuelle de ce graphique dans la partie supérieure de l’écran image souligne que la longueur a une distribution normale autour d’une moyenne moyenne classe de diamètre, à l’exception des deux premières classes qui montrent des valeurs plus élevées que celles montage normal aire de répartition. Même si les échantillons ont été soigneusement nettoyées, y compris ces plus petites classes, analyse de données peut affecter les résultats, surestimant la densité linéaire et de sous-estimer le diamètre moyen. Nos résultats montrent que la longueur des classes plus petites (diamètre < 0,2 mm) représentaient 13 à 32 % des valeurs de longueur de rhizome total résultant de l’analyse de logiciels (tableau 1). Par ailleurs, le diamètre moyen a été sous-estimé de 2 à 17 % (tableau 1). Figure 1 : Analyse de régression des valeurs de longueur mesurée avec la règle contre les valeurs estimées avec le système d’analyse numérique image d’observé stolons24 a et) rhizomes b. La ligne pointillée représente un ratio de 1:1. Groupe A a été modifié par Pornaro et al. 24. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 2 : Analyse de régression des valeurs de diamètre mesuré avec l’étrier aux valeurs estimées avec le système d’analyse des images numériques d’observé stolons24 b et rhizomes (b). La ligne pointillée représente un ratio de 1:1. Groupe A a été modifié par Pornaro et al. 24. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 3 : Analyse de la régression du nombre de nœuds d’observé stolons24 b et rhizomes (b) contre les valeurs absolues de la différence entre le diamètre estimé avec le système d’analyse des images numériques et mesurée à l’aide de la pince. La ligne pointillée représente un ratio de 1:1. Groupe A a été modifié par Pornaro et al. 24. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 4 : Analyse de régression des valeurs de diamètre mesuré avec l’étrier aux valeurs estimées avec le système d’analyse numérique image observé stolons24 b et rhizomes (b) pour les entre-noeuds seulement. La ligne pointillée représente un ratio de 1:1. Groupe A a été modifié par Pornaro et al. 24. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 5 : résultats d’exemple de densité de longueur et le poids des stolons et rhizomes d’un essai sur le terrain en comparant quatre cultivars observé de gazon (Patriot, Tifway, La Paloma, Yukon). Stolon longueur densité (a), rhizome densité (b) de longueur, stolon poids densité (c) et rhizome poids densité (d). Barres verticales représentent les erreurs-types de six réplicats. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 6 : résultats d’exemple de densité de longueur et le poids des stolons et rhizomes d’un essai de terrain montrant des stolons et rhizomes développement du cultivar observé Patriot. Stolon longueur densité (a), rhizome densité (b) de longueur, stolon poids densité (c) et rhizome poids densité (d). Barres verticales représentent les erreurs-types de six réplicats. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 7 : mise en page d’exemple d’analyse d’image numérique de logiciel de WinRHIZO. L’image numérisée à l’avant-plan et les graphiques à barres dans la partie supérieure de l’image de l’écran présentent la distribution de longueur dans les classes de diamètre sélectionnés. Les lignes de couleur indiquent l’analyse d’image, et chaque couleur correspond aux couleurs des classes de diamètre indiqués dans les graphiques à barres. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Cultivar Bloc Longueur de rhizome (cm/dm2) Diamètre moyen (mm) < 0,2 mm total rapport entreun < 0,2 mm total rapportb Patriote 1 231 278 16,9 1.637846 1.5994 97,7 Patriote 2 304 349 12,8 1.620667 1.588371 98,0 Patriote 3 304 366 16,8 1.649918 1.621367 98.3 Tifway 1 184 231 20,6 2.149745 1.9951 92,8 Tifway 2 155 193 19,9 1.866253 1.76605 94,6 Tifway 3 119 150 20,9 1.877386 1.75865 93,7 La Paloma 1 17 23 24,4 2.139019 1.8904 88.4 La Paloma 2 26 38 31,6 2.101385 1.7455 83,1 La Paloma 3 34 47 27,5 2.033729 1.7354 85,3 Yukon 1 32 44 28,0 1.700155 1.4945 87,9 Yukon 2 17 25 33.2 1.68339 1.4284 84,9 Yukon 3 67 87 23,6 1.844721 1.6774 90,9 une longueur de classes ≤0. 2 mm/total length b diamètre/diamètre Total des classes ≤0. 2 mm Tableau 1 : densité de Rhizome longueur et diamètre moyen de rhizome avec et sans des classes de diamètre plus petits. Densité de longueur avec et sans inclure des classes de diamètre inférieures à 0,2 mm et leur démultiplication (longueur de classes ≤ 0,2 mm/total length) ; et le diamètre moyen avec et sans inclure des classes de diamètre inférieures à 0,2 mm et leurs rapports (y compris les classes de diamètre < 0,2/diamètre sans inclure diamètre classes < 0,2 mm).