失水对植物生理特性和电特性的影响

为了了解植物电特性与生理特性间的关系,特以吊兰、玉米和小麦等植物为对象,研究了失水对离体和活体植物叶片的生理特性参数(组织含水量和水势)及电特性参数(电容和电阻值)的影响。结果表明,失水使叶片组织含水量、水势降低,使电容减小、电阻增大,且电容和电阻的变化较组织含水量和水势的变化明显。表明植物叶片电特性能够反映植物的水分生理特性,因此,利用植物电特性快速获取植物旱情信息是可行的。     

电容法与电阻法测量烟叶含水率的对比研究

以烟包形式的复烤烟叶为试材,对比研究了电容法与电阻法测量烟叶含水率的差异,并将电容值与电阻值分别与烟叶含水率进行方程拟合。结果表明:电容法测试时,电容与烟叶含水率均呈显著相关,在1、10、100 k Hz频率下,随着频率的增大,电容值对频率的敏感度降低,烟叶含水率与电容值相关方程拟合度也降低,数学模型可用对数模型表示;电阻法测试时,测试电压对电阻测量结果无显著影响,采用双杆电极测量的电阻值与烟叶含水率呈显著相关,建立两者间的数学模型为二次多项式;采用电容法测量烟叶含水率比电阻法更优,以单杆电极、测试频率1 k Hz情况下检测的电容值与烟叶含水率的模拟方程拟合度最高。     

大豆含水率电特性的试验研究

提出了利用介电特性快速测定大豆含水率的方法,并研制了由信号发生器、可变电阻、圆筒式电容测量仪、电子管毫伏表和示波器等组成的测量装置.研究了不同频率下大豆的电特性与含水率之间的关系.结果表明,在1 kHz频率下,大豆含水率与其等效电容值之间的关系曲线图最理想,经拟合得到一个两者之间幂指数表达式,对比试验表明,该测试方法具有较高的精度.     

库尔勒香梨电学特性试验研究

为探讨库尔勒香梨电学特性的变化规律,该研究以库尔勒香梨为研究对象,研究了测试频率、测试电压对香梨电学参数的影响规律,并对电学参数的变化进行了分析.用EXCEL软件和SAS软件处理数据,结果表明:在测量参数范围内,测试电压对香梨的电感、电容、损耗角正切值等参数影响不显著,测试频率对香梨的电感、电容、损耗角正切值等参数影响显著,随着测试频率的逐渐升高,电感、电容、损耗角正切值和电阻均随之减小.研究结果可为基于电学特性的香梨成熟度检测提供参考依据.     

伽师瓜电磁特性的试验研究

为探索伽师瓜电磁特性与其成熟度之间的关系,研究了不同测试频率、测试电压对伽师瓜电磁参量的影响,并对伽师瓜电磁参量的变化规律进行了分析。结果表明:在27℃,0.1~100.0 k Hz信号测量范围内,伽师瓜的电阻、电感、电容、损耗角正切值皆随测试频率的逐渐增大而减小。测试电压对伽师瓜的电感、电容、损耗角正切值等参量的影响不大。并讨论了伽师瓜的平均糖度与其耗散角正切值和品质因数的关系。     

基于叶片电特性和叶水势的植物缺水度研究

为了快速准确诊断植物缺水状况,试验研究了植物缺水信息与植物叶片电特性和叶水势之间的变化规律.结果表明植株干旱程度与叶片电特性和叶水势按一定规律变化.但叶水势由于受气象条件影响日变化较大,只有在相同时段内的变化才具规律性,测量与比较都较繁琐.而叶片电容受环境影响较小,日变化小,测量更简洁直观,是快速准确获取植物缺水信息的较理想的新方法.     

植物叶片电容与含水量间关系研究

以北方地区常见的抗旱树种毛白杨(Populus tomentosa Carr.)、加杨(Populus canadensis Moench.)和杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)为材料,研究水分胁迫对植物叶片的电容值、含水量和水势的影响。结果表明:随着胁迫时间的延长叶片组织的含水量降低,电容值及水势值亦逐渐下降,且电容值与含水量、电容值与水势间均存在显著的相关关系。在1 000Hz频率下,3种植物的叶片电容值与含水量之间的关系曲线图较为理想,拟合并建立了两者之间的数学模型。     

无损检测10种植物叶片含水量的通用模型

对植物叶片含水量进行快速、准确和无损检测有助于诊断植物缺水程度。以10种植物叶片为研究对象,自行设计平行板电容传感器,改进电阻测量方法,对叶片电容和电阻进行检测。采用SPSS 19.0软件对测量数据进行组内相关系数分析,验证数据的可靠性。将叶片分成训练集和测试集,用Excel软件对训练集进行回归分析,建立叶片含水量与电容、电阻的拟合模型,并利用拟合模型对测试集叶片含水量进行预测。结果表明,10种植物叶片电容测量值可靠性良好,红叶石楠和杨梅叶片电阻测量值可靠性良好,女贞、无患子、紫荆和桂花叶片电阻测量值可靠性一般,珊瑚树叶片电阻测量值可靠性较差。经Excel回归分析,决定系数R²为0.978 8,调整R²为0.977 4,P=7.85×10^-37,拟合方程为Z=86.0897-628.471X^-1-11.1753Y+117.2954Y·X^-1,模型拟合效果良好。利用该模型对测试集叶片含水量进行预测,与烘干法比较误差值为-2.53%~1.46%。因此,该模型可以作为该10种植物叶片含水量预测的通用模型。     

茶鲜叶介电特性的初步研究

在优化测试条件的基础上,利用LCR数字电桥仪分析茶树品种、新梢叶片部位、含水率以及新鲜度对鲜叶介电特性的影响。结果表明,茶树品种对电容和介电常数有显著影响(P0.05),大小依次为乌牛早≥福鼎大毫≥福鼎大白≥迎霜≥黄旦。随鲜叶嫩度的下降,电容和介电常数呈增加趋势,尤其以老叶增加明显。随着鲜叶含水率的降低,电容和介电常数呈下降趋势,但当含水率在0.7%~6.7%时,电容和介电常数变化较小。新鲜度对鲜叶电容和介电常数的影响趋势与含水率的相似。对正常鲜叶、病变鲜叶、茶梗和茶园常见杂物(植物一年蓬、樟树鲜叶)的介电特性进行比较,表明病变鲜叶、茶梗、茶园常见杂物的电容和介电常数均明显高于正常茶鲜叶(P0.01)。     

电激励信号对果品电参数的影响

研究了电激励信号的频率和电压对苹果、猕猴桃和梨电参数的影响。结果表明,随着电激励信号频率的增大,果品的电容、电阻以及损耗角正切值均减小;当信号电压小于电压临界值时,果品的各项电参数值基本保持不变,但当信号电压大于该临界值时,随着电压的增大,果品的电容和电阻值减小,损耗角正切急剧增大。不同果品的电压临界值不同,10kHz信号频率下,苹果、猕猴桃和梨的电压临界值分别为0.8,1.8和1.4V。     

谷物烘干机出粮含水率的在线测量与控制

提出利用介电损失角测量谷物含水率的方法，设计了一种新型电容传感器和由激励电路、选频放大器、相敏波电路、低通滤波电路等组成的检测系统。通过对京４１１小麦的试验建立了谷物含水率与介电损失角正切值之间的分段线性关系。     

盐胁迫下小麦叶片电阻抗与生理特性的关系

采用溶液培养方法,研究NaCl胁迫下小麦叶片电阻和电抗的变化特征及其与保护酶(CAT、POD)活性、丙二醛(MDA)、相对电导率、含水率和可溶性糖含量等生理参数的关系。结果表明:随着盐浓度的递增,小麦叶片的胞外电阻、弛豫时间先增加后减小,而胞内电阻和弛豫时间分布系数先减小后缓慢增大,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性、含水率和可溶性糖含量逐渐减小,MDA含量和相对电导率逐渐增加;胞外电阻re与弛豫时间τ呈极显著正相关;除CAT活性,其余生理参数与胞外电阻re和弛豫时间τ显著或极显著相关。叶片的胞外电阻和弛豫时间比较接近地反映了细胞生理性质的变化,能够表征盐胁迫的程度。     

不同施肥水平对水稻生育进程中功能叶光合性能及水势变化的影响

采用盆栽试验法测定了3种施肥水平对嘉育948和G7两个籼稻品种(系)从拔节期到成熟期叶片水势及其组分和叶色值、叶绿素荧光参数Fv/Fm与Fv/Fo及光合速率等光合生理特性变化的影响,结果表明:两品种的叶色值和叶绿素荧光参数在抽穗后总体呈下降趋势,但提高肥力水平可延缓其下降速度;嘉育948在高肥条件下后期光合速率下降减缓,而G7在中肥条件下可维持其光合速率在整个生育进程处较高水平。两品种(系)叶片水势均表现先升后降的相似变化趋势,但提供相应的营养水平可维持其在灌浆期处较高水平。叶片水势及其组分与光合特性的回归分析表明,嘉育948叶片光合生理指标主要受叶片水势的正向调节;G7除光合速率受叶片水势正向调节和渗透势负向调节外,其余光合生理指标则受叶片水势和压力势正向调节,说明叶片水势对光合特性及衰老的影响存在基因型差异。     

干旱胁迫下小麦在不同生育时期的耐旱性研究

本文研究了四川代表性小麦品种在干旱胁迫下不同生育时期的叶片水势、相对含水率、游离脯氨酸含量的变化和对产量构成因素的影响。结果表明：干旱胁迫对小麦生长的影响主要表现在叶片水势和相对含水率降低,游离脯氨酸含量增加,穗数和穗粒数降低,导致产量下降。干旱胁迫下小麦的耐旱性在不同生育时期有差异,说明小麦的耐旱性与阶段发育有密切关系,这给选育耐旱性小麦品种提供了依据。     

毛白杨叶片含水量无损检测系统的研究

以毛白杨叶片为研究对象,基于电容传感器原理进行叶片含水量无损检测系统的研究。设计以SPCE061A单片机为核心构成部分,利用电容传感器采集叶片含水量所对应的电容值,由c/f电路将电容值实时转换成频率值,最终利用频率与含水量之间的关系模型进行计算和显示叶片含水量的值。该系统实现了对毛白杨叶片含水量的实时快速测量,达到了无损检测叶片含水量的目的。     

三种测定植物叶水势方法的比较

染色法测定玉米叶水势,样品在溶液中不需浸泡30min。压力室和热电偶测定小麦、玉米叶水势值基本一致;但测定棉花、杨树叶水势差异较大。染色法测定玉米叶水势,在高水势时其值比热电偶低,低水势下比热电偶高。虽然三种方法测定值不完全相同,但均随叶片脱水而变化。因此可用它们测定不同条件下叶片水势值的相对变化。     

颗粒饲料介电特性研究及含水率模型建立

为了探究颗粒饲料的介电特性,实现颗粒饲料含水率快速检测,以畜禽、水产颗粒饲料为研究对象,采用同心轴圆筒式电容器,研究了信号频率(1～200 k Hz)、温度(10～30℃)和含水率(8.8%～19.1%)对颗粒饲料相对介电常数的影响,建立了相应的含水率预测模型。结果表明,颗粒饲料的相对介电常数随着含水率和温度的增加而增加,随着测量信号频率的增加而减小;以决定系数R2和标准差SE为评价指标,通过比较,在10 k Hz下猪、禽颗粒饲料含水率模型最佳,其决定系数R2分别为0.996 6、0.998 4;在200 k Hz下,水产颗粒饲料含水率模型最佳,其决定系数R2为0.999 2。经过实验验证,预测颗粒饲料含水率的绝对误差范围在±1.1%,说明基于介电特性预测颗粒饲料含水率是可行的,为基于介电特性颗粒饲料水分检测仪的开发提供了指导意义。     

高压脉冲电场对果蔬介电特性影响的试验研究

高压脉冲电场作为一种非热加工技术,以其特有的优点成为近年来的研究热点,用于果蔬冻干预处理可明显地提高脱水速率,但在运用果蔬介电特性表达冻干过程水分运移规律时需研究电场参数对果蔬介电特性的影响.以苹果为试材,对苹果在高压脉冲电场预频率为1000 Hz时进行预处理,测量不同脉冲电压、脉冲频率对苹果的等效电容、等效阻抗等介电特性的影响,运用SAS软件分析获得等效电容、等效阻抗的数学模型,脉冲电压、频率与介电特性的三维关系图.结果表明,三者的数学模型及三维图均显示果蔬的介电特性随脉冲电压和脉冲频率的增大而减小,且呈线性函数关系;将高压脉冲预处理后的苹果进行干燥,运用响应面设计法,获得高压脉冲电场预处理的优化工艺参数.结果表明,高压脉冲电场预处理果蔬的最优工艺参数组合是脉冲电压为1480 V,脉冲频率为88 Hz,脉冲个数为46个.     

土壤介电特性与其影响因素的相关性研究

以北京市海淀区八家试验苗圃的黏壤土为研究对象,使用矢量网络分析仪NA7300A和平行板技术,探索40~150 MHz频率范围内,土壤体积含水率(6%~36%)、土壤尿素含量(0~1%)、土壤容重(1.2~2.6 g·cm-3)、温度(10~50℃)和含盐量(0~0.42%)对土壤介电特性的影响,并构建表征土壤介电特性的电抗估算模型。结果表明:土壤体积含水率在6%~30%范围内,不同测试频率下,电抗与含水率均具有良好的线性关系,电抗随含水率的增加而增大,当测试频率为100 MHz时,二者的线性度尤其好,决定系数(R2)大于0.97;尿素不会引起电抗值有规律的改变;随着土壤容重、含盐量增大以及温度升高,电抗增大。以电抗为因变量,含水率、容重、温度、含盐量、测试频率为自变量建立的多元线性回归模型的判定系数(R2)为0.92,概率P值小于显著性水平0.05,说明该模型可作为土壤介电特性估算模型,用于北京地区粘壤土的介电特性研究。     

水分胁迫对洛麦9133幼苗叶片生理特性的影响

盆栽试验研究了水分胁迫条件下洛麦9133幼苗叶片生理特性。结果表明:随土壤水分的减少,幼苗叶水势、叶片相对含水率、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均呈降低趋势;叶片水分饱和亏、可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性、MDA含量以及叶片SOD、POD活性则均呈增加趋势。说明,在干旱胁迫下,洛麦9133幼苗叶片通过改变内部的生理特性以提高自身的抗旱性。