[發(fā)明專利]一種基于復水水分利用效率判定作物灌水時間點的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410452602.0
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104330322B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 邢德科;吳沿友;周貴堯;趙寬;張明明
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02
• 代理公司: 江蘇縱聯(lián)律師事務所32253
• 代理人: 蔡棟

1.一種基于復水水分利用效率判定作物灌水時間點的方法，其特征在于包括步驟：

步驟一，以霍格蘭營養(yǎng)液為母液，通過添加聚乙二醇PEG-6000配得不同滲透脅迫水平的處理液；依所述處理液濃度的不同分為5組，記為滲透脅迫水平l,l＝1，2，3，4，5；所述處理液濃度依次為0g/L作為對照組、10g/L、20g/L、40g/L和80g/L；所述不同滲透脅迫水平處理液相對應的水勢(Ψ)依次為-0.08MPa、-0.14MPa、-0.22MPa、-0.44MPa和-1.11MPa；

步驟二，隨機選取生長良好且長勢一致的作物的葉片簡稱葉片，置于所述不同滲透脅迫水平的處理液中，葉片正面朝上；在室溫25℃，光照200μmol/m²·s條件下培養(yǎng)；4小時后測定不同滲透脅迫水平處理下葉片的凈光合速率P_Nl(μmol/m²·s)和葉片水勢W_l(MPa)；

步驟三，將測完的葉片迅速進行復水：將在濃度為10g/L、20g/L、40g/L和80g/L的處理液中浸泡的葉片依次取出，并分別依次一一對應置于濃度為0g/L、10g/L、20g/L和40g/L的處理液中進行復水；2小時后測定滲透脅迫水平2，滲透脅迫水平3，滲透脅迫水平4和滲透脅迫水平5四個滲透脅迫水平處理下的葉片在復水后的凈光合速率和葉片水勢，分別記為P_Nl^(l-1)和W_l^(l-1)；l^(l-1)表示葉片從滲透脅迫水平l復水到滲透脅迫水平l-1，即復水到相鄰較低的滲透脅迫水平；

步驟四，計算水分占葉片總質(zhì)量的百分比

葉片水勢W與細胞液溶質(zhì)濃度Q的關(guān)系

W＝-iQRT???(1)

式中W——葉片水勢，MPa

i——解離系數(shù)為1

Q——細胞液溶質(zhì)濃度，mol/L

R——氣體常數(shù)，0.0083L·MPa/mol·K

T——熱力學溫度(273+t℃)，K

溶質(zhì)質(zhì)量占葉片總質(zhì)量的百分比P(％)與濃度Q的關(guān)系

P=MQ1000%---(2)]]>

式中M——細胞液溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量，設溶質(zhì)為蔗糖C₁₂H₂₂O₁₁，M為342g/mol；

由公式(1)和(2)得到

P=(-WM1000iRT)%---(3)]]>

則水分占葉片總質(zhì)量的百分比為1-P，用WC(％)表示為

WC=(1+WM1000iRT)%---(4)]]>

步驟五，在滲透脅迫水平2、滲透脅迫水平3、滲透脅迫水平4和滲透脅迫水平5下處理的葉片，在復水到相鄰較低滲透脅迫水平后的凈光合速率和葉片水勢的增加值分別計算如下：

ΔP_Nl^(l-1)＝P_Nl^(l-1)-P_Nl???(5)

ΔW_l^(l-1)＝W_l^(l-1)-W_l???(6)

結(jié)合公式(4)和(6)，WC的增加值ΔWC計算如下：

ΔWCl^(l-1)=WCl^(l-1)-WCl=ΔWl^(l-1)M1000iRT---(7)]]>

M——細胞液溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量，設溶質(zhì)為蔗糖C₁₂H₂₂O₁₁，M為342

W——葉片水勢，MPa

i——解離系數(shù)為1

R——氣體常數(shù)，0.0083L·MPa/mol·K

T——熱力學溫度(273+t℃)，K

根據(jù)公式(5)和(7)，從滲透脅迫水平l復水到滲透脅迫水平l-x(l^(l-x))的凈光合速率與水分含量的增加值分別為:

ΔPNl^(l-x)=Σn=1xΔPN(l-x+n)^(l-x+n-1)---(8)]]>

ΔWCl^(l-x)=Σn=1xΔWC(l-x+n)^(l-x+n-1)---(9)]]>

式中l(wèi)>1，l>x>0，x，l，n均為正整數(shù)，且l∈2，3，4，5；

步驟六，通過測定葉片鮮重m(g)和葉面積A(cm²),考慮到復水時間為2小時，計算單位面積單位時間葉片的水分含量增加值如下：

ΔWC*l^(l-x)=ΔWCl^(l-x)×107×m18×7200A---(10)]]>

其中ΔWC^*_l^(l-x)為單位面積單位時間葉片的水分含量增加值，單位mmol/m²·s；

根據(jù)公式(8)和(10)可以計算出復水水分利用效率WUE_R,單位mmol?CO₂/molH₂O:

WUERl^(l-x)=ΔPNl^(l-x)ΔWC*l^(l-x)---(11)]]>

式中l(wèi)>1，l>x>0，x，l均為正整數(shù)，且l∈2，3，4，5；

找出WUE_R的最大值WUE_R(a^b)；a表示復水前葉片所在的滲透脅迫水平，b表示復水后葉片所在的滲透脅迫水平，a∈l，b∈l，且a>b；

當處理液水勢達到a滲透脅迫水平所對應的水勢的時刻即作為作物的最佳灌水時間點；通過復水使得處理液水勢達到b滲透脅迫水平所對應的水勢則為最佳復水目標水勢值。