[發明專利]基于連通器方式的植株吸水量與耗水量的檢測方法與裝置

無效

• 申請號: 201210493107.5
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN102944492A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 王劍平;張付杰;蓋玲
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種植株吸水量與耗水量檢測方法與裝置，尤其是涉及一種基于連通器方式的植株吸水量與耗水量的檢測方法與裝置。

背景技術

植物的生長離不開水，水在植物-大氣-土壤中進行循環，一方面保證了植物的生命活動，維持了生態的平衡和發展，另一方面也是生命活動的結果。農田土壤水分的轉化利用與調控是以土壤—植物—大氣連續體(SPAC)為基礎，以植物為核心。植物從土壤中吸收水分，同時植物體內的水分又以氣態散失到大氣中——蒸騰作用，蒸騰作用是植物的水分主要消耗方式，植物吸收的水分99%以上，通過蒸騰作用散失到大氣中。

蒸騰作用不僅受外界環境條件的影響，而且還受植物本身的調節和控制，因此它是一種復雜的生理過程。Boyer?指出在植物體內的水分流動同時受到幾種作用的影響。白天，蒸騰作用占據主導位置，少量的水供給細胞的生長，新陳代謝和韌皮部運輸。夜間的時候，蒸騰作用逐漸萎縮，白天占據非主導地位的水分運輸在夜間占據了主要地位。

植物體內具有一定的貯水功能，也就是植物的體內貯存一定數量的水分，白天蒸騰開始逐漸增強的時候，植株首先將體內儲存的水，用于蒸騰，這樣就會出現脫水的現象，接著在蒸騰拉力的作用下，根部就開始吸收水分，吸收的水分用于蒸騰和緩解植株的脫水現象。在晚上，則發生相反的現象，因為蒸騰作用的減弱，植株內的儲存水會增加。在正常情況下，植株體內的組織脫水—吸水交替發生，周而復始。

植物的水分活動可以用一個公式來描述：

U+T=G+H

U表示植物的吸水量，T表示植物的耗水量，G表示植物的生長用水，H表示植株的脫水（復水）用水。

該公式表明了植物體的水分動態變化過程。從上面的分析可以看出植物根部的吸水和植物的耗水（蒸騰作用）是兩種不同步的水分傳輸狀態，植物的吸水量不一定等于植物的耗水量，因為植物體內還有一定的貯存水參與水分循環活動。通常認為植物的夜間耗水量為零，但是夜間同樣存在著植物根部吸水，所吸收的水分主要用于組織的復水和生長需要。

如何對上述變量進行測量，對于理解作物的水分生理過程有極大的幫助，現在對植物水分的測定方法——稱重式蒸滲儀法只能檢測到植物與土壤組成的整體中的水分減少量，這種方法只是測定了整體的水分減少量，而無法測定整體內的水分轉移量，即無法回答水分在土壤和植物體內的運輸轉移。因此無法達到將上述變量進行區分的目的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于連通器方式的植株吸水量與耗水量的檢測方法與裝置，可以實時區分檢測植株吸水量與耗水量。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一、一種基于連通器方式的植株吸水量與耗水量的檢測方法，該方法的步驟如下：

1）在第一電子天平、第二電子天平上分別放有第一容器和第二容器，第一容器和第二容器底部采用連接膠管連接起來，組成一個連通器，通過數據線將兩臺天平與PC計算機相連；

2）向兩個容器組成的連通器中加入植株生長需要的營養液，將待測的植株放到第二容器中，兩個容器的頂部通過密封材料進行了密封，待測的植株與連通器組成一個整體，在這個整體中水分只能通過待測的植株的蒸騰作用散失，PC計算機通過數據線就得到兩臺電子天平的實時重量變化，兩臺電子天平的重量變化代數和是整個裝置的重量減少量，該減少量就是植株的耗水量。

第一容器中被植株吸收的水分通過第一電子天平讀出，第二容器中被植株吸收的水分需要通過第一容器減少的水量以及第一容器和第二容器的液面面積，用公式進行計算得到：

設第一天平的重量變化為△W1，第二天平的變化△W2，S1是第一容器的液面面積，S2是第二容器的液面面積；

則植株的耗水量為：

T=△W2+△W1；

植株的吸水量為：

U=△W1×（1+S2/S1）。

二、一種基于連通器方式的植株吸水量與耗水量的檢測裝置：

包括第一容器、第二容器、第一電子天平、第二電子天平、第一密封材料、第二密封材料、連接膠管、數據線和PC計算機；第一電子天平、第二電子天平上分別放有盛放植株生長需要的營養液的第一容器和第二容器，第一容器和第二容器底部采用連接膠管連接組成連通器，第一容器、第二容器的頂部分別用第一密封材料和第二密封材料進行密封，待測的植株經第二密封材料插入第二容器中，通過數據線將兩臺天平與PC計算機相連。

本發明具有的有益效果是：