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节水灌溉系统主要的植物水分检测技术有哪几种?

2019/1/3 15:25:54点击:

  节水灌溉系统为了达到较高的灌溉质量,有时需要了解作物植物体中水分的含量,从而根据状况来调整灌溉制度,那么植物体水分检测技术有哪几种呢?下面厦门华最灌溉为大家讲解一下。

植物水分检测技术

  水在生长着的植物体中含量最大。水是动植物鲜重中含量最多的物质,对于生命活动有着至关重要的作用。植物的生长发育对于水分含量有特定要求,过多和不足都会影响植物正常生理生化过程。植物水分含量检测为植物在最适环境下生长发育提供保障。

  检测水分含量的主要目的在于为灌溉提供指导。节水灌溉系统生产上存在两个方面问题:一是在水源充足的条件下,常有灌溉次数和灌溉量过多的现象,造成水资源的浪费;二是在水源不足的条件下,不能做出最佳的灌溉决策,不能提高水分利用效率。

  在计算机技术产生之前,科学家主要通过检测细胞液浓度等植物体内与水分含量有关的指标来反映植物水分含量。计算机技术和传感器等相继出现大大增加了可测范围,于是冠层温度等可从外部直接测量的指标被用于植物水分含量的检测。

  现在的图像处理和遥感等技术的出现和成熟更是进一步提高了水分检测技术的科学性和准确性。大多数的植物水分检测方法,主要是通过检测植物水分表象特征的变化来说明植物含水量的变化。在植物生长过程中,存在着土壤一植物一大气最后返回土壤的水分循环系统。节水灌溉系统中检测植物水分含量可以从这个系统中任意一个环节去实现。

  ①细胞液浓度与水分含量:植物细胞浓度测量方法主要有2种。第一种是对比法,原理是根据细胞在不同浓度下的蔗糖溶液中细胞形态的变化来推测细胞自身浓度的大小;第二种方法是由苏联学者洛鲍夫等提出,其中的原理是利用细胞液浓度与蔗糖溶液浓度百分率相比,根据不同浓度的蔗糖溶液具有不同的折射率,把提取出的细胞液放入折射仪中得出该溶液的折射率从而得到细胞液浓度。

  ②营流满察与水分含量:现在测量茎流的方法主要有以下几类:热脉种法、平领法、热扩散法、热比率法、激光热脉冲法。

  ③叶片水势:叶片水热是择做物叶子细胞液中水分子的能量水平:国内外测量叶水势方法,主要有以下几种:小液流法、压力室法、热电偶湿度计法。

  ④茎直径:细胞形态受水分含量影响会发生变化,细胞层面上的不同会使茎粗发生变化,这就是通过检测作物茎直径来反映水分含量的原理。

  ⑤蒸腾速率:蒸腾作用大小是最直接表现植物水分含量的指标,国内外各种测量作物蒸腾速率的方法有以下几种:稳态气孔法、快速称重法、整树容器法、同位素示踪法。

  ⑥冠层温度与植物水分含量:传统测温仪对大范围测量十分不便,并且数据收集和处理困难。随着红外测温技术的发展,以测量冠层温度为方法的植物水分含量检测开始得到发展。现在普遍使用的方法是使用叶片冠层温度Ta与周围环境温度Tb的差来表示作物的水分含量情况。

  ⑦根部通讯物质:自然条件下植物感受水分胁迫的器官是根,但是最早出现的反应却是气孔开度和叶片生长受阻,从根到叶片的信息传递必然通过特定介质来实现,这就是脱落酸。因此可以通过检测植物中的脱落酸含量反应植物水分含量。

  ⑧图像技术:利用图像技术测量植物水分含量是一种随着计算机技术进步而发展的方法。这种方法的优势在于可以对作物进行无接触连续测量,主要通过两种途径来得到作物水分信息,第一种是计算机视觉法,第二种是光谱法。上述方法都是以检测植物体内单一性状变化为基础的水分含量检测,每种方法都有各自的优缺点。

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