[發(fā)明專利]一種基于生理電阻的植物葉片導水度和固有導水度的測定方法及裝置

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• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108572194A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 吳沿友;黎明鴻;邢德科;劉宇婧;姚香平;于睿;徐小健;毛罕平
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G01N33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于生理電阻的植物葉片導水度和固有導水度的測定方法及裝置，測定裝置包括支架、泡沫板、電極板、導線、鐵塊、塑料棒，鑲嵌有電極板的泡沫板分別粘在支架底端和塑料棒上，塑料棒上添加不同質量的鐵塊改變裝置的壓力來調節(jié)夾持力，使用時極板通過導線與LCR測試儀連接，兩電極板將待測量植物葉片夾持住，設定不同的夾持力，測定植物葉片生理電阻，基于能斯特方程建立不同夾持力下的植物葉片生理電阻的耦合模型，對模型方程進行求導，獲得基于生理電阻的植物葉片導水度和固有導水度；進而判斷植物用水的經濟性。本發(fā)明可以便捷、快速、定量檢測植物葉片導水度和固有導水度，定量判斷植物的水分輸導的經濟性，測定結果具有可比性。

技術領域

本發(fā)明屬于農業(yè)工程和農作物信息檢測技術領域，具體涉及一種基于生理電阻的植物 葉片導水度和固有導水度的測定方法及裝置，可以快速、定量地檢測基于生理電阻的植物 葉片導水度和固有導水度，判斷植物水分輸導的經濟性。

背景技術

細胞膜主要由脂質(主要為磷脂)、蛋白質和糖類等物質組成；其中以蛋白質和脂質為 主。磷脂雙分子層是構成細胞膜的基本支架。在電鏡下可分為三層，即在膜的靠內外兩側 各有一條厚約2.5nm的電子致密帶，中間夾有一條厚2.5nm的透明帶。生物膜對穿過它的 電流所呈現(xiàn)的電阻稱為膜電阻。由于細胞膜主要是由蛋白質和脂質構成，因此電阻率較大， 因而細胞膜成為提供了生物組織電阻的主要部分。

由于電阻性電流是由離子傳遞引起的，所以它是由膜對各種離子通透性的大小和通透 離子是否大量存在等因素決定的。外界激勵改變離子的膜通透性，影響了膜內外離子的濃 度，而膜內外離子濃度差服從能斯特(Nernst)方程，而生理電阻與電導率成反比，而電導 率與細胞內離子濃度成正比，由此可推導出，細胞的生理電阻與外界激勵的關系。

目前測定植物的生理電阻時通常出現(xiàn)重復性差，不同人不同時間不同地點，或者同一 個人不同時間不同地點、甚至同一個人、同一地點不同時間測定同一狀態(tài)的葉片結果差異 較大，嚴重地影響測定結果的準確性，使測定結果難以分析，更不具備可比性。究其原因 是由于每次測定施加不同的夾持力，造成結果的偏差，為了準確地比較植物生理電阻，使 不同次的測定結果具有可比性，固定LCR電極板的夾持力，獲得特定夾持力下的植物生理 電阻是當前植物電生理研究的當務之急！本發(fā)明通過調節(jié)夾持力，測定在不同夾持力下植 物葉片的生理電阻，構建夾持力與植物葉片生理電阻耦合模型，依據(jù)耦合模型獲取特定夾 持力下的植物生理電阻。

植物葉片的生理電阻可以反映膜內外離子濃度差，膜內離子總量一定，濃度差的最重 要的改變方式就是離子的膜通透性改變，通透性的改變導致膜內外離子濃度差的改變，最 終導致膜內外水勢的改變，水勢是影響水分運輸?shù)淖畋举|要素，水勢高處輸送到水勢低處， 單位壓力下細胞水分輸出量的變化也因此緊密地與植物葉片細胞的膜內外水勢的變化相 關，從而與膜內外離子濃度差的變化相關，最終導致單位壓力下植物葉片的生理電阻的變 化等效于單位壓力下植物細胞的儲水量變化，也等效于單位壓力下植物細胞的水分輸出量 的變化。

單位壓力下植物細胞的水分輸出量的變化，反映地是植物葉片水力傳輸特性，單位時 間和單位壓力下植物葉片細胞的水分輸出量的變化值，可定義為植物葉片導水度。在沒有 外來激勵的刺激下，此時的植物葉片導水度即為植物葉片固有導水度。同樣的蓄水狀況下， 單位時間、單位壓力下植物葉片細胞的水分輸出量較小，水分供應時間越長，植物用水越 節(jié)約。目前，植物葉片細胞的水分輸出量測定繁瑣，并且需要外界施壓，而外界施壓改變 了植物的正常生理狀態(tài)，不能反映植物的正常生理狀況，因此，本發(fā)明，通過對植物葉片的生理電阻隨夾持力變化方程求導，將單位壓力下植物葉片生理電阻的變化轉換成植物葉片導水度和固有導水度，為植物的水分利用策略研究和灌溉技術的開發(fā)提供方法的支撐。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于生理電阻的植物葉片導水度和固有導水度的測定方法 及裝置，以克服現(xiàn)有技術中重復性差、結果不具備可比性的缺陷。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用的具體技術方案如下：