[實用新型]一種植物臨界凍害溫度的測試系統

有效

• 申請號: 201420465469.8
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN204008535U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 鹿永宗;胡永光;張西良;劉萍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02;G01N27/04;G01N27/22
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所 32253
• 代理人: 蔡棟

技術領域

本實用新型屬于農業氣象災害測量與控制領域，具體涉及一種植物臨界凍害溫度的測試系統。

背景技術

早春時節的低溫產生的晚霜凍害會致使名優茶產量大幅降低，茶葉品質下降，從而造成茶葉產業的巨大經濟損失。近年來國內外開發了基于氣流擾動的防霜裝備與技術，專利號為：JP2007000096的日本專利，公開了用于茶果園防霜的高架防霜扇；專利號為200810124434.7的中國專利，公開了一種防除植物霜凍害的風扇系統控制方法及裝置；專利號為US20110247263的美國專利，提出了基于臨界低溫逆溫差控制和反逆溫延停控制，這兩種控制方式都是以茶樹發生凍害的臨界溫度為必要條件；氣流擾動控制至關重要的是臨界凍害溫度這一參數，但這一參數目前仍不能準確定量給出。所以在防霜控制中，往往采用粗放型、經驗型估計作物的臨界凍害溫度，這種方式存在著加重霜凍害、浪費電力和燃料。目前植物臨界凍害溫度沒有簡單方便地測量方法與系統，只能通過人眼觀測植物受凍后的形狀與顏色的改變，通過種植者的經驗才能判別植物是否受凍。但是此種方法不能有效準確地測量植物臨界凍害溫度。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種植物臨界凍害溫度的測試系統，實現植物臨界凍害溫度的有效準確測量，為氣流擾動防霜控制提供重要控制參數。

為了解決以上技術問題，本實用新型采用的具體技術方案如下：

一種植物臨界凍害溫度的測試系統，其特征在于包括：低溫恒溫培養箱(1)、高精度LCR測試儀(2)、溫濕度記錄儀(3)、數據分析用的計算機(4)、工作電極(5)、調速風扇(6)、加濕器(7)；

調速風扇(6)與加濕器(7)放置在低溫恒溫培養箱(1)中；工作電極(5)通過連接測試電纜與高精度LCR測試儀(2)相連；溫濕度記錄儀(3)放置在低溫恒溫箱培養箱(1)內；高精度LCR測試儀(2)通過RS232串口與數據分析用的計算機(4)相連。

工作電極(5)為一種導電的細針，用于插入植物葉片或莖部的內部，或為四端開爾文測試探頭，用于夾持植物葉片或莖部。

本實用新型的測試原理。當植物受到低溫脅迫時，植物細胞內部會發生細胞會失水濃縮、化學鍵破裂結冰等變化，其生物膜會從液晶態變成凝膠態；工作電極(5)所測得植物電容信號，其計算公式如下所示：

C=εS/d

式中ε——介電常數，

S——葉片的面積，

d——植物葉片上下表面距離。

忽略植物葉片在經受凍害脅迫后d的變化，由以上公式可知，內部細胞的改變會導致介電常數ε的變化，因此植物的電容信號會發生變化。當植物達到臨界凍害溫度時，植物開始經受凍害脅迫，電容信號會出現一個峰值；當溫度繼續降低，植物細胞會被凍結，其細胞液結冰，冰的介電常數ε遠小于植物細胞液的介電常數，植物的電容信號會減小，其電容信號的峰值會出現回落；當溫度持續降低，介電常數ε基本保持不變，電容信號的值會在一個范圍內波動，但是不會出現峰值。電容信號出現峰值突變時對應的溫度點，即為植物臨界凍害溫度。

本實用新型具有的有益效果。本實用新型通過測量植物的電信號，分析植物的電信號變化特征，從而實現植物臨界凍害溫度的快速準確測量，為氣流擾動防霜控制提供重要控制參數。

附圖說明

圖1為本實用新型系統結構示意圖；

圖2為空氣濕度70%~90%時不同風速條件下茶樹樣本臨界凍害溫度。

圖中：1低溫恒溫培養箱，2 高精度LCR測試儀，3溫濕度記錄儀，4數據分析用的計算機，5 工作電極，6 調速風扇，7 加濕器。

具體實施方式

下結合附圖，對本實用新型的技術方案做進一步詳細說明。

本實施例植物以茶樹為例，測試茶樹葉片臨界凍害溫度作為茶樹臨界凍害溫度。

在該實施例中，供試茶樹品種為福鼎大白。

本實用新型的系統組成如圖1所示，包括：低溫恒溫培養箱1、高精度LCR測試儀2、溫濕度記錄儀3、數據分析用的計算機4、工作電極5、調速風扇6、加濕器7；溫濕度記錄儀3監測低溫恒溫培養箱1內溫濕度變化；通過加濕器7可以改變測量環境濕度，通過調速風扇6可以改變測量環境風速；通過以上系統，可以模擬茶樹經受低溫脅迫的復雜環境；工作電極5采用的是四端開爾文測試探頭，用于夾持茶樹葉片。