[发明专利]一种基于初始有效比叶厚检测叶片水分变化的方法

说明书

本发明公开了一种基于初始有效比叶厚检测叶片水分变化的方法，属于农作物信息检测领域。该方法的具体过程为：测定各失水时刻叶片在不同夹持力下的叶片紧张度，并计算叶片有效厚度，构建叶片有效厚度与夹持力之间的关系模型，得到各失水时刻叶片初始有效厚度；测定叶片干重，计算叶片初始有效比叶厚；计算各失水时刻间初始有效比叶厚的变异系数，比较不同植物叶片水分在持续脱水情况下的水分变化情况。本发明测定过程简单方便，不受自然环境的限制，结果精确度高，可快速、全面判断植物抗干旱能力。

技术领域

本发明属于节水灌溉和农作物信息检测技术领域，具体涉及一种基于初始有效比叶厚检测叶片水分变化的方法。

背景技术

干旱是植物在生长发育过程中经常遭受的非生物胁迫之一。不同的植物抗旱能力各有不同，植物的抗旱能力是在长期受到水分胁迫后通过遗传变异和自然选择而逐渐形成的，这种抵抗胁迫的能力与植物的内部结构、生理状况存在密切的关系。判断植物的抗干旱能力，对于不同的植物实施合理的灌水机制至关重要。同时，筛选出抗旱性强、耐贫瘠的植物种类，以此增加植被盖度，保持水土、减缓和遏制土地退化，恢复植被，改善区域生态环境，对促进中国农业可持续发展具有战略性意义。

叶片是植物感受干旱胁迫最敏感的器官，它的水分含量能够反应作物整体的干旱情况，其形态结构及生理变化可反映植物适应和抵御干旱的能力。目前植物水分状况及水分胁迫主要是通过测量植株叶片的气孔导度、叶水势、冠层温度、蒸腾速率、植株茎杆直径的变等指标间接获得。这些方法不仅费时费力，时效性差，还会对作物造成伤害。近红外光谱法、视觉图像技术以及声发射技术，可以实现在线监测，然而测试结果易受周围环境影响。

叶片厚度通常被视为衡量植物叶片水分变化的一个重要指标之一。其结果的快速测定有利于植物叶片水分变化的快速评估，实现植物抗旱性的快速检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于初始有效比叶厚检测叶片水分变化的方法，基于叶片的结构变化对其水分状况进行评估，分析植物抗旱性。测试过程简单快捷，对实验条件要求低，以克服现有技术中操作繁琐、受环境因素影响大的缺陷。

本发明是采用以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于初始有效比叶厚检测叶片水分变化的方法，包括以下步骤：

步骤一，由各失水时刻不同夹持力下的叶片紧张度计算叶片有效厚度；

步骤二，构建叶片有效厚度与夹持力之间关系模型，得到各失水时刻叶片初始有效厚度；

步骤三，测定待测植物叶片的干重，计算各失水时刻叶片初始有效比叶厚；

步骤四，计算各失水时刻初始有效比叶厚的变异系数；

步骤五，比较不同植物叶片在持续脱水情况下的水分变化状况。

进一步，所述步骤一中叶片紧张度的计算公式为：其中T_d为叶片紧张度，CP为植物叶片生理电容，W为植物叶片水势，i为解离系数，R为气体常数，T为热力学温度，ε₀为真空介电常数，ε_r为细胞液溶质的相对介电常数，M为细胞液溶质的相对分子质量。

进一步，所述步骤一中叶片有效厚度的计算公式为：其中d_LE为叶片有效厚度，A为叶片与极板接触的有效面积。

进一步，所述步骤二中叶片有效厚度与夹持力之间的关系模型是利用重力学公式、吉布斯自由能表达式、叶片紧张度与叶片有效厚度的关系推导出的，具体为：其中y₀和k为模型参数，F为夹持力；令F＝0，则可得叶片初始有效厚度

进一步，所述步骤三中计算初始有效比叶厚的计算公式为：其中SLT_IE为初始有效比叶厚，DW为叶片干重。