[发明专利]基于连通器方式的植株吸水量与耗水量的检测方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种植株吸水量与耗水量检测方法与装置，尤其是涉及一种基于连通器方式的植株吸水量与耗水量的检测方法与装置。

背景技术

植物的生长离不开水，水在植物-大气-土壤中进行循环，一方面保证了植物的生命活动，维持了生态的平衡和发展，另一方面也是生命活动的结果。农田土壤水分的转化利用与调控是以土壤—植物—大气连续体(SPAC)为基础，以植物为核心。植物从土壤中吸收水分，同时植物体内的水分又以气态散失到大气中——蒸腾作用，蒸腾作用是植物的水分主要消耗方式，植物吸收的水分99%以上，通过蒸腾作用散失到大气中。

蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响，而且还受植物本身的调节和控制，因此它是一种复杂的生理过程。Boyer 指出在植物体内的水分流动同时受到几种作用的影响。白天，蒸腾作用占据主导位置，少量的水供给细胞的生长，新陈代谢和韧皮部运输。夜间的时候，蒸腾作用逐渐萎缩，白天占据非主导地位的水分运输在夜间占据了主要地位。

植物体内具有一定的贮水功能，也就是植物的体内贮存一定数量的水分，白天蒸腾开始逐渐增强的时候，植株首先将体内储存的水，用于蒸腾，这样就会出现脱水的现象，接着在蒸腾拉力的作用下，根部就开始吸收水分，吸收的水分用于蒸腾和缓解植株的脱水现象。在晚上，则发生相反的现象，因为蒸腾作用的减弱，植株内的储存水会增加。在正常情况下，植株体内的组织脱水—吸水交替发生，周而复始。

植物的水分活动可以用一个公式来描述：

U+T=G+H

U表示植物的吸水量，T表示植物的耗水量，G表示植物的生长用水，H表示植株的脱水（复水）用水。

该公式表明了植物体的水分动态变化过程。从上面的分析可以看出植物根部的吸水和植物的耗水（蒸腾作用）是两种不同步的水分传输状态，植物的吸水量不一定等于植物的耗水量，因为植物体内还有一定的贮存水参与水分循环活动。通常认为植物的夜间耗水量为零，但是夜间同样存在着植物根部吸水，所吸收的水分主要用于组织的复水和生长需要。

如何对上述变量进行测量，对于理解作物的水分生理过程有极大的帮助，现在对植物水分的测定方法——称重式蒸渗仪法只能检测到植物与土壤组成的整体中的水分减少量，这种方法只是测定了整体的水分减少量，而无法测定整体内的水分转移量，即无法回答水分在土壤和植物体内的运输转移。因此无法达到将上述变量进行区分的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于连通器方式的植株吸水量与耗水量的检测方法与装置，可以实时区分检测植株吸水量与耗水量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一、一种基于连通器方式的植株吸水量与耗水量的检测方法，该方法的步骤如下：

1）在第一电子天平、第二电子天平上分别放有第一容器和第二容器，第一容器和第二容器底部采用连接胶管连接起来，组成一个连通器，通过数据线将两台天平与PC计算机相连；

2）向两个容器组成的连通器中加入植株生长需要的营养液，将待测的植株放到第二容器中，两个容器的顶部通过密封材料进行了密封，待测的植株与连通器组成一个整体，在这个整体中水分只能通过待测的植株的蒸腾作用散失，PC计算机通过数据线就得到两台电子天平的实时重量变化，两台电子天平的重量变化代数和是整个装置的重量减少量，该减少量就是植株的耗水量。

第一容器中被植株吸收的水分通过第一电子天平读出，第二容器中被植株吸收的水分需要通过第一容器减少的水量以及第一容器和第二容器的液面面积，用公式进行计算得到：

设第一天平的重量变化为△W1，第二天平的变化△W2，S1是第一容器的液面面积，S2是第二容器的液面面积；

则植株的耗水量为：

T=△W2+△W1；

植株的吸水量为：

U=△W1×（1+S2/S1）。

二、一种基于连通器方式的植株吸水量与耗水量的检测装置：

包括第一容器、第二容器、第一电子天平、第二电子天平、第一密封材料、第二密封材料、连接胶管、数据线和PC计算机；第一电子天平、第二电子天平上分别放有盛放植株生长需要的营养液的第一容器和第二容器，第一容器和第二容器底部采用连接胶管连接组成连通器，第一容器、第二容器的顶部分别用第一密封材料和第二密封材料进行密封，待测的植株经第二密封材料插入第二容器中，通过数据线将两台天平与PC计算机相连。

本发明具有的有益效果是：