葉片膨壓探針診斷植物體水分狀況原理及應用進展

鄭利劍，馬娟娟，孫西歡，郭向紅

（太原理工大學 水利科學與工程學院，太原030024）

0 引言

【研究意義】準確感知植物水分狀況是構建智慧灌溉決策的關鍵依據［1］，構建無損連續監測植物體水分狀況的新方法對于農業節水化具有重要促進作用。【研究進展】目前，實現植物水分狀況的原位診斷方法基本可分為：①基于植物氣孔變化信息如氣孔導度（gs）。gs常以氣孔計或光合儀間斷測量，雖利用gs模型構建、莖流速率換算、穩定同位素監測、氣孔開口面積智能識別等方法可間接實現gs連續測定[2-4]，但僅依靠氣孔變化信息診斷植物水分狀況的準確性還有待深入研究。②基于植物器官水分變化信息，如：莖干或葉片含水量、莖干或果實直徑微變化、莖干液流、蒸騰速率。其中，直徑微變化是極具潛力的植物水分狀況診斷方法[5]，但其診斷準確性受衍生參數、植物生長模式以及負載量等因素的影響較大；莖流變化是研究植物水分狀況的常用指標[6]，雖利用新型柔性傳感器有望解決探針和植物互容的問題[7]，但其在不同植物的適用性上仍需進一步明確。③基于植物物理信號變化信息，如：聲發射信號、生物電特性、彈性模量變化[8]。監測植物水分脅迫時介電常數或超聲波信號變化，能夠無損反映植物水分狀況，但其敏感性受測試頻率、水分信息滯后效應以及頻譜規律量化等方面的影響[9-10]。測定植物彈性模量波動以反映厚度變化的方法則在指示植物新生器官水分狀況時更為準確[11]。……