[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于高通量氣孔導(dǎo)度診斷植物水分脅迫的方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110270346.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113049750A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁日升;谷書(shū)杰;廖祺;康紹忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/00
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種基于高通量氣孔導(dǎo)度診斷植物水分脅迫的方法，其特征在于，通過(guò)高通量莖流、氣象數(shù)據(jù)、凈輻射測(cè)定設(shè)備以及植物株高葉面積參數(shù)輔助測(cè)定組成的植物水分脅迫診斷系統(tǒng)，結(jié)合P-M公式連續(xù)輸出高通量的氣孔導(dǎo)度，從而利用氣孔導(dǎo)度計(jì)算的水分脅迫指數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物水分脅迫長(zhǎng)時(shí)間準(zhǔn)確、高通連續(xù)地監(jiān)測(cè)、量化及診斷；具體包括如下步驟：

步驟1，分別獲取參考植株與待測(cè)量植株高通量莖流，分別轉(zhuǎn)換為高通量的單位葉面積蒸騰速率；所述參考植株與待測(cè)量植株處于相同的生長(zhǎng)環(huán)境；

步驟2，分別獲取參考植株與待測(cè)量植株的高通量?jī)糨椛洌诟咄康膯挝蝗~面積蒸騰速率以及冠層截獲凈輻射及其他參數(shù)，獲取參考植株與待測(cè)量植株的高通量的氣孔導(dǎo)度；

步驟3，根據(jù)高通量氣孔導(dǎo)度計(jì)算水分脅迫指數(shù)；

步驟4，根據(jù)所述水分脅迫指數(shù)，對(duì)待測(cè)量植株水分脅迫程度進(jìn)行診斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高通量氣孔導(dǎo)度診斷植物水分脅迫的方法，其特征在于，所述步驟1轉(zhuǎn)換為高通量的單位葉面積蒸騰速率是基于高通量莖流、測(cè)定莖流植株的葉面積以及水的密度轉(zhuǎn)換獲得。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高通量氣孔導(dǎo)度診斷植物水分脅迫的方法，其特征在于，所述步驟2中獲取參考植株與待測(cè)量植株的高通量的氣孔導(dǎo)度，是根據(jù)高通量的單位葉面積蒸騰速率、高通量?jī)糨椛浣?jīng)葉面積指數(shù)修正獲得的冠層截獲凈輻射R_n′、高通量氣象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲取的空氣動(dòng)力學(xué)導(dǎo)度g_a和飽和水汽壓差VPD來(lái)計(jì)算得到高通量的氣孔導(dǎo)度g_s：

上述公式(1)中g(shù)_s為氣孔導(dǎo)度，molm^-2s^-1；T_r為高通量的單位葉面積的蒸騰速率，mm s^-1，通過(guò)莖流測(cè)定設(shè)備測(cè)定的高通量的植株莖流，再根據(jù)該植株的葉面積轉(zhuǎn)換得到；g_a為空氣動(dòng)力學(xué)導(dǎo)度，m s^-1；Δ為飽和水汽壓-溫度曲線斜率，kPa K^-1；ρ_a為空氣密度kg m^-3；VPD為飽和水汽壓差，kPa；K_m為空氣的摩爾密度，mol m^-3，取值50；γ為濕度計(jì)常數(shù)，kPa K^-1，取值0.06；λ為水的汽化潛熱，J kg^-1，取值2.45×10⁶；C_p為空氣的定壓比熱，J kg^-1K^-1，取值1013；R_n′為高通量的冠層截獲的凈輻射，W m^-2；G為高通量的土壤熱通量，W m^-2；公式(1)中其他高通量的參數(shù)基于高通量的氣象數(shù)據(jù)參考FAO56分冊(cè)計(jì)算得到；

所述公式(1)中高通量的冠層截獲凈輻射R_n′等于冠層上方的凈輻射與透過(guò)冠層到達(dá)土壤表面的凈輻射差值：

R′_n＝R_n×[1-exp(-k×LAI)] (2)

上述公式(2)中R_n′為冠層截獲的凈輻射，W m^-2；R_n為高通量的冠層截獲的凈輻射，W m^-2，通過(guò)凈輻射設(shè)備測(cè)定；LAI為平均葉面積指數(shù)，m² m^-2；k為消光系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高通量氣孔導(dǎo)度診斷植物水分脅迫的方法，其特征在于，所述步驟3中水分脅迫指數(shù)K_s-gs計(jì)算公式為：

K_{s_gs}＝1-g_si/g_sr (3)

上述公式(3)中g(shù)_si代表待測(cè)植株的氣孔導(dǎo)度，mol m^-2 s^-1；g_sr代表參考植株的氣孔導(dǎo)度，molm^-2 s^-1；要求待測(cè)植株與參考植株同時(shí)觀測(cè)、處于同一生長(zhǎng)環(huán)境且種類(lèi)相同，參考植株處于無(wú)水分虧缺狀態(tài)。