[发明专利]一种叶水力脆弱性曲线测定设备及方法

说明书

本申请提供一种叶水力脆弱性曲线测定设备和方法。测定设备包括环境控制装置、叶脱水装置、叶水流速率测定装置和压力室。测定方法包括在预设风速和预设光照强度下获取待测叶的水分传输数据，其中待测叶的叶柄切口在浸水环境下进行叶脱水，形成叶水分梯度；水分传输数据包括流速测定前叶质量、叶稳态流速和流速测定后叶质量；确定待测叶的流速测定前叶水势和流速测定后叶水势；确定叶水力导度；确定叶水力脆弱性曲线，叶水力脆弱性曲线是通过流速测定前叶水势和叶水力导度拟合形成。本申请通过单个待测叶测定叶水力脆弱性曲线，避免不同叶水力性质异质性造成的误差，使得测定结果准确，得到的曲线拟合效果好。

技术领域

本申请涉及测量技术领域，尤其涉及一种叶水力脆弱性曲线测定设备及方法。

背景技术

在植物水分传输过程中，水分在叶的传输包括叶柄、叶脉的木质部部分和叶肉细胞的非木质部部分。干旱下，叶木质部导管发生气穴栓塞，外木质部组织渗透性降低，导致叶水分传输能力下降，限制叶片光合作用等生理过程。叶内水分传输对干旱的响应采用叶水力脆弱性曲线(leaf hydraulic vulnerability curve)描述，即叶水力导度(leafhydraulic conductance)随叶水势的变化曲线。

目前对叶水力脆弱性曲线测定，主要通过对多个叶进行脱水处理后形成一系列叶水势梯度；在不同叶水势梯度下测定叶水力导度，得到叶水力脆弱性曲线；采用Weibull函数对上述的叶水力脆弱性曲线进行拟合；其中，叶水力导度主要通过蒸发通量法(evaporative flux method)、复水动力学法(rehydration kinetics method)测定。

然而，通过对多个叶进行叶水力脆弱性曲线的测定时，不同叶之间的异质性使得测定的水力脆弱性曲线存在误差，导致叶水力脆弱性曲线拟合效果差。

发明内容

本申请提供了一种叶水力脆弱性曲线测定设备及方法，以解决通过多个叶进行叶水力脆弱性曲线的测定时，不同叶之间的异质性使得测定的水力脆弱性曲线存在误差2技术问题。

为了达到上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供一种叶水力脆弱性曲线测定方法，所述测定方法包括：

在预设风速和预设光照强度下获取待测叶的水分传输数据，所述水分传输数据包括所述待测叶在第一预设测量时间组下的流速测定前叶质量、叶稳态流速和流速测定后叶质量；

通过所述水分传输数据确定所述待测叶的流速测定前叶水势和流速测定后叶水势；

确定叶水力导度，所述叶水力导度是通过所述叶稳态流速、所述流速测定后叶水势和待测叶的面积确定的；

确定叶水力脆弱性曲线，所述叶水力脆弱性曲线是通过所述流速测定前叶水势和所述叶水力导度拟合形成。

在一种可能的实现方式中，所述确定流速测定前叶水势和流速测定后叶水势的步骤中，包括：

获取所述待测叶复水后自然干燥下的脱水数据，所述脱水数据包括所述待测叶在第二预设测量时间组下脱水叶质量和脱水叶水势；

确定所述脱水叶质量和所述脱水叶水势的定量关系，按照下式计算获得：

ψ_leaf＝a₁m³+a₂m²+a₃m+a₄

式中，ψ_leaf为所述脱水叶水势，m为所述待测叶复水后自然脱水的叶质量，a₁、a₂、a₃、a₄为拟合参数；

所述水分传输数据根据所述定量关系确定流速测定前叶水势和流速测定后叶水势。