[发明专利]植物叶片运动方位角度测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种在植物叶片向日性运动中，可以用于测定叶片运动角度变化的植物叶片运动方位角度测量仪。

背景技术

植物的叶片，在一天中不是一直保持在固定的位置，有些植物叶片随太阳运动方位和角度的变化而变化，这被称为向日性运动。叶片运动中的向日性现象广泛存在于各种植物上，包括绒毛叶、蒺藜等干旱半干旱地区的一年生植物和草本植物，以及棉花、豆类、苜蓿、羽扇豆等作物。向日性运动又分为两种类型：一种是横向日性运动，叶片运动总是使叶平面与太阳的入射光线垂直，以捕获更多光能；另一种是偏向日性运动，叶片运动总是使叶平面与太阳的入射光线平行，以减少光能捕获。研究认为叶片的横向日性运动提高了植物光合生产力，有利于在环境出现干旱、热胁迫等不利因素之前建成幼苗和快速完成生活史；同时从对光截获的影响方面来看，由于植物叶片最大程度上截获了光能，获得争夺光资源的优势，因此能够影响周围的光环境，更大程度上遮荫竞争者，获得生存竞争优势。叶片的偏向日性运动可以避开高光强对叶片的光抑制，减少叶片的蒸腾失水；同时导致植物冠层内部接受的光量增加，有利于下部叶片进行光合物质生产。由此可以看出，植物的这种运动能力能够影响植物的光合物质生产和生长发育，最终会影响这个物种的生存和发展。

前人对植物叶片的向日性运动已进行了大量研究，包括如何对叶片向日性运动进行测定，即叶片在空间上如何变换角度，也就是测定叶片的方位角、方向角和悬挂角。所述方位角，是叶尖端与罗盘仪指北针(北向)之间的夹角。以手持罗盘仪置于叶平面上，调整罗盘仪使指针指向0°，此时叶尖端在罗盘上所指的读数即为方位角；所述方向角，是以叶中脉为轴，叶片转向东或西的角度。以半圆量角器从直径中心(圆心)处悬一小铅锤线作为读数标志，放置半圆量角器平面与叶中脉垂直方向，使半圆量角器的直径面(半圆面)与叶平面保持紧贴，此时铅锤线的读数就是方向角；所述悬挂角，是叶中脉垂直运动离开水平面的角度。以半圆量角器的直径横梁平行紧贴叶中脉，此时铅垂线的读数就是悬挂角。

叶片向日性运动的测量方法主要有方位角度测定法、投影法、定点照相法等。方位角测定法是使用量角器，铅垂线和罗盘仪测定叶片的方位角、方向角和悬挂角，通过这三个角度就可以对叶片的空间位置进行定位，进而描述叶片的运动状态；投影法是利用叶片的投影来描述叶片运动的状态。在叶片的下方垂直于太阳光放置一个平板，利用叶片在这个平面上的投影面积和叶片的实际面积之比，求出叶面法线与太阳光线所成的角度；定点照相法与上述的两种测量法不同，它是每间隔1-2个小时用固定相机拍摄叶片的变化，捕捉视觉上叶片如何进行向日性运动的方法。

以上三种方法虽然均能描述出植物叶片如何进行向日性运动，但是在实际应用过程中每种方法都存在着各自的优缺点。方位角度测定法虽然能够对叶片在空间上如何运动进行分析，但只适合叶片运动方式较为简单的植物，比如棉花；在对运动方式较复杂植物的叶片测定上显得力不从心，比如豆类。这种方法在测定时误差较大，且无法描述叶片的受光状态。投影法能够描述叶片的受光状态，很直接的反映叶片接受光强的多少，但是这种方法无法在空间方位上对叶片进行分析，不能反映叶片在空间上的运动过程，且在使用过程中操作复杂。定点照相法能够很直观的反映出叶片向日性运动的状态和变化过程，但无法定量描述叶片的运动方式以及受光状态。

对叶片向日性运动的测定方法在持续不断地改进，但进展缓慢，目前还没有专门进行商业化生产的叶片向日性运动测定的仪器。因此，在借鉴上述各种测定方法优缺点的基础上，设计出专门用于植物叶片向日性运动的测定仪器，做到测定结果准确且方便快捷，这对于开展和推进植物叶片向日性运动研究具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以较准确同时测量植物叶片的方向角和悬挂角，在使用过程中省时省力、易于操作且实用方便的植物叶片运动方位角度测量仪。

本发明公开了一种植物叶片运动方位角度测量仪，其特征在于包括一主板，主板上设有电源盒及电源开关，在所述主板下方设有悬挂角环尺、方向角环尺，所述悬挂角环尺与主板活动连接，悬挂角环尺的一端设有金属吸盘，在主板上靠近所述金属吸盘设有电磁铁，所述悬挂角环尺的另一端与主板活动连接处设有限位弹簧，所述方向角环尺与主板固定连接，并且方向角环尺所形成的平面与主板垂直，所述方向角环尺设有方向角环尺指针，方向角环尺指针固定安装在悬挂角环尺上，所述悬挂角环尺上设有滑动指针。