[发明专利]植物的部位的水分量估计方法和植物的部位的水分量估计设备

说明书

在水分量估计方法中，在估计植物的部位的水分量时，布置白色参考基板(背景材料)以覆盖植物的叶的背面。第一光束源向着叶照射具有不易于被水分吸收的特性的波长905nm的近红外光束(参考光束)。第二光束源向着叶照射具有易于被水分吸收的特性的波长1550nm的近红外光束(测量光束)。阈值水平设置部/水分量指数检测部基于在叶的所有照射位置上反射的参考光束的反射光和测量光束的反射光，来计算作为叶的所有照射位置处的反射强度比的总和ΣLn(I905/I1550)的一个叶的水分量指数。

技术领域

本公开涉及用于测量植物的叶或部位中所含的水分量的水分量估计方法和水分量估计设备。

背景技术

在正常植物中，细胞内外存在电势差，并且产生电动势。可以基于例如高等植物的轴向器官的电生理模型来说明这种电动势产生的机制。特别地，建议了利用植物的根和土壤之间的电动势来非破坏性地检查根的状态(例如，水压力)的各种方法。

作为利用上述方法来测量植物中的水压力的技术，例如，日本特开2001-272373公开了：使第一非极化电极连接至植物，使第二非极化电极连接至该植物种植的土壤，在这两个非极化电极之间设置电势计，并且能够通过使用电势计测量这两个非极化电极之间的电动势来测量植物所受到的水压力。

在通过利用近红外光束照射植物的叶来测量叶中所含的水分量并且估计植物的状况的情况下，专利文献1中的结构存在以下问题。植物的叶通过每天或按时间的增量在上午、下午和晚上进行弯曲或卷绕以及张开或闭合来进行诸如收缩等的运动。

在通过利用近红外光束照射植物的叶来测量叶中所含的水分量并且估计植物的状况的情况下，植物的叶通过每天或按时间的增量在上午、下午和晚上进行弯曲或卷绕以及张开或闭合来进行诸如收缩等的运动。随着叶的运动，叶的厚度沿光轴方向改变。例如，在相对于光轴的垂直方向上竖立的叶由于弯曲而向前方倾斜角度θ的情况下，光轴方向上的叶的厚度增加(1/cosθ)倍。厚度的增加是通过叶中所含的水分量大于实际水分量的测量结果所获得的。另外，在通过按预定光斑直径向叶的正面照射近红外光束来进行测量的情况下，由于叶的运动因而叶从照射范围的一部分中缺失，叶的照射面积(投射面积)变小，并且获得水分量低于实际水分量的测量结果。

这样，在叶的水分量的测量精度方面可能产生误差，并且由于没有获得准确的水分量，因此可能无法正确地估计植物的状况。

另外，田间幼苗的叶繁茂地生长并且形成叶簇。在叶簇中，多个叶在各自的取向上重叠，并且例如，在风吹动时，叶相对地运动。

由于通过利用近红外光束照射植物的叶来测量叶中所含的水分量并且估计植物的状况，因此在利用两个类型的近红外光束照射植物的叶的正面、并且根据来自叶正面的反射强度比获得水分量的情况下，所照射的近红外光束由于作为测量对象的叶周围的叶而被吸收并散射(参见图21A)。除例如所照射近红外光束被作为测量对象的叶吸收外，左侧的叶也被照射并且一部分被吸收。照射左侧的叶，并且被左侧的叶散射的近红外光束在作为测量对象的叶上发生漫射。另外，还发生多重散射，其中在该多重散射中，照射右侧的叶，并且被右侧的叶散射的漫射光漫射到另一叶并且在作为测量对象的叶上漫射。由于通过测量所获得的反射强度比的背景显著增加，因此多重散射难以区分作为测量对象的叶和测量对象周围的叶的个体。另外，多个叶重叠或分离，并且被近红外光束照射的叶的对象面积改变(参考图21B)。

因此，即使在测量水分量的有无时，也难以区分周围叶和对象叶的个体。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利未审查公开2001-272373

发明内容

本公开的目的是准确地测量诸如植物的叶或部位等的测量对象中所含的水分量。