[发明专利]一种植物叶片胞内水分有效性的检测方法

说明书

本发明提供了一种植物叶片胞内水分有效性的检测方法，属于节水灌溉和农作物信息检测技术领域。首先对待测植物叶片进行饱水和干燥处理，测定各失水时刻叶片的相对含水量、叶片厚度和叶肉细胞厚度，计算各失水时刻叶片的相对含水量、叶片厚度和叶肉细胞厚度占前一相邻失水时刻各值的百分比，进一步获取各相邻失水时刻间叶片的相对含水量、叶片厚度和叶肉细胞厚度的相对变化量，由此判断植物叶片胞内的水分有效性。本发明能够及时评估叶片的水分状况，为节水灌溉作物需水节点的提前预测提供依据，测试过程不受周围环境因素的限制。

技术领域

本发明属于节水灌溉和农作物信息检测技术领域，具体涉及一种植物叶片胞内水分有效性的检测方法。

背景技术

受全球气候变化影响，植物将遭受更为频繁的临时性干旱环境。水分亏缺导致叶片内部水分有效性的下降，影响植物生理生化过程，造成光合作用以及生长受限。然而，植物叶片内部结构及细胞组分可以快速响应，实现水分平衡，保持植物正常生长。在农业生产实践中，及时诊断叶片水分状况，有利于叶片水分输送及利用过程的检测，提前掌握植物需水时间节点，防止光合作用受抑并提高水分利用效率。干旱下，植物首先通过关闭气孔减少蒸腾，降低水分耗散。然而，叶片胞内水分的有效性才是光合作用得以维持的主要影响因素。

目前植物叶片水分状况主要是通过测量植株的叶片水势、冠层温度、蒸腾速率、植株茎杆直径的变化等指标间接获得。受植物叶片内部水分调节等代谢活动的影响，这些指标对植物水分亏缺的表征都具有滞后性，据此供水，作物可能已遭受不可逆损害。近红外光谱法、视觉图像技术以及声发射技术，可以实现在线监测，然而测试结果主要代表叶片含水率及蒸腾的变化，且易受周围环境影响。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种植物叶片胞内水分有效性的检测方法，基于叶片厚度及叶肉细胞体积变化对植物叶片胞内水分有效性进行评估，分析植物对水分亏缺的响应，为需水时间节点的检测提供依据；克服现有技术不能准确预测植物水分亏缺信息、受环境因素影响大的缺陷。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种植物叶片胞内水分有效性的检测方法，包括如下步骤：

步骤(1)，对待测植物叶片进行饱水和干燥处理；

步骤(2)，测定各失水时刻叶片的相对含水量RW；

步骤(3)，测定各失水时刻的叶片厚度LT、栅栏组织厚度和海绵组织厚度，栅栏组织厚度和海绵组织厚度之和为叶肉细胞厚度MCT；

步骤(4)，计算各失水时刻叶片的相对含水量、叶片厚度和叶肉细胞厚度占前一相邻失水时刻各值的百分比，根据公式和获得各相邻失水时刻间叶片的相对含水量、叶片厚度和叶肉细胞厚度的相对变化量；其中V_RW、V_LT和V_MCT分别为叶片相对含水量、叶片厚度和叶肉细胞厚度的相对变化量，i为失水时刻，i为正整数；

步骤(5)，判断植物叶片胞内的水分有效性

当|V_MCT|＞V_RW-V_LT时，胞内水分有效性上升；当|V_MCT|＜V_RW-V_LT时，胞内水分有效性下降。

进一步的技术方案，所述叶片的相对含水量其中W_t为植物叶片鲜重，W_s为植物叶片饱和鲜重，DW为叶片干重。

进一步的技术方案，所述叶片厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度采用石蜡切片法测定获取。

更进一步的技术方案，所述石蜡切片法的具体过程为：取材固定、脱水、透明、浸蜡、包埋、切片、粘片、脱蜡和染色制片。

进一步的技术方案，所述待测植物叶片长势良好且长势一致。