毛白杨等植物叶片的水分状况与生理电特性关系探究

论文摘要

在本研究中,我们利用介电常数改变型电容传感器原理来测量叶片电特性。并以不同树种作为研究对象,测量不同水分胁迫时间下叶片的电容值变化,寻求叶片含水量与电容值的关系,利用统计方法建立叶片水分含量与电容值之间的数学模型。为相应的电子仪器开发和修正提供可靠的理论和试验依据,为植物水分生理研究等提供基础数据。另外,我们还研究了能够判断树木水分亏缺程度的叶水势和电导率值,并探讨了水势与电容值之间的相关性关系。通过对毛白杨（Populus tomentosa Carr.）、加杨（Populus canadensis Moench.）和杜仲（Eucommia ulmoides Oliv.）电特性和生理特性的研究,确定了测量叶片电特性的测试条件和频率范围。以此为基础,研究了干旱胁迫对叶片电容特性的影响以及电容特性与生理特性的关系。取得的主要结论有：（1）叶片含水量随胁迫时间的延长呈现逐渐减小的趋势,且叶片含水量在单位时间内的减小量由大到小为：杜仲>加杨>毛白杨。因此可以推断它们的持水能力强弱顺序为：毛白杨>加杨>杜仲。（2）经过筛选,在1 KHz频率下测试三种树木的电容值为最佳,并在此频率下测量了毛白杨、加杨和杜仲的叶片电容值。结果表明,在1 KHz频率下电容值变化趋势明显,随水分胁迫时间的延长,电容值越小。（3）利用SPSS13.0软件对毛白杨、加杨、杜仲叶片生理电容值和含水量、水势进行相关分析,发现电容值与含水量呈显著正相关关系。同时电容值与水势亦呈正相关关系。据此可知,以上三种树木叶片的电容特性能很好的反映出其生理特性,进而间接地反映出植物的受旱情况。（4）在1 KHz频率下,毛白杨、加杨和杜仲叶片的含水量与电容值之间具有显著的相关性。本试验中对三种树木叶片的电容值与含水量两者进行回归分析,拟合建立两者间的数学模型为：Y=a—b X+c X2其中a、b、c范围分别为：87.055<a<1296.5；-3982.2<b<-304.33；281.11<c<3078.6试验研究了三种叶片含水量与电容值间的相关性并拟合建立了两者间的数学模型。此项工作未见文献报道,因此具有一定的理论和实际意义。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 引言
• 1.1 杨树抗旱性研究进展
• 1.1.1 植物的抗旱机理
• 1.1.2 生长性状
• 1.1.2.1 生物量的积累与分配
• 1.1.2.2 解剖结构
• 1.1.3 生理指标
• 1.1.3.1 光合作用
• 1.1.3.2 用水效率
• 1.1.3.3 脱落酸浓度
• 1.1.4 生化指标
• 1.1.4.1 硝酸还原酶
• 1.1.4.2 膜质过氧化与保护性酶
• 1.1.5 分子生物学及基因工程
• 1.2 生物电现象
• 1.2.1 生物体内存在的电现象
• 1.2.1.1 生物电的发现
• 1.2.1.2 植物电
• 1.2.2 电特性的研究及应用现状
• 1.2.2.1 林木电特性研究现状
• 1.2.2.2 谷物电特性研究现状
• 1.2.2.3 水果电特性研究现状
• 1.2.2.4 蔬菜电特性研究现状
• 1.2.2.5 果汁电特性研究现状
• 1.2.2.6 其它植物电特性的研究及应用
• 1.2.3 植物水分检测诊断技术的介绍
• 1.2.3.1 国内外植物水分检测诊断技术进展
• 1.2.3.2 植物水分检测中的传感技术的应用
• 1.3 课题的提出及研究意义和方法
• 1.3.1 本研究的意义
• 1.3.2 研究方法及原理
• 1.4 难点及创新点
• 2 研究的自然条件概况及技术路线
• 2.1 北京林业大学试验区自然条件概况
• 2.2 试验设计
• 2.3 试验材料选择
• 2.4 主要仪器
• 2.5 研究方法
• 2.5.1 植物叶片电容的测定
• 2.5.2 含水率的测定
• 2.5.3 水势的测定
• 2.5.4 电导率的测定
• 2.5.5 数据与图片的处理
• 2.6 试验过程
• 3 各生理指标间及其与抗早性间的关系分析
• 3.1 单位时间内失水量比较
• 3.2 最优测试频率的筛选
• 3.3 不同树种的各生理指标随胁迫时间的变化情况
• 3.3.1 毛白杨叶片各测量指标随胁迫时间的变化情况
• 3.3.1.1 毛白杨叶片电容值随胁迫时间的变化
• 3.3.1.2 毛白杨叶片电导率随胁迫时间的变化情况
• 3.3.1.3 毛白杨叶片水势随胁迫时间的变化情况
• 3.3.2 加杨叶片各测量指标随胁迫时间的变化情况
• 3.3.2.1 加杨叶片电容值随胁迫时间的变化
• 3.3.2.2 加杨叶片电导率随胁迫时间的变化情况
• 3.3.2.3 加杨叶片水势随胁迫时间的变化情况
• 3.3.3 杜仲叶片各测量指标随胁迫时间的变化情况
• 3.3.3.1 杜仲叶片电容值随胁迫时间的变化
• 3.3.3.2 杜仲叶片电导率随胁迫时间的变化情况
• 3.3.3.3 杜仲叶片水势随胁迫时间的变化情况
• 3.4 不同树种的电容值与含水量的关系
• 3.4.1 毛白杨叶片电容与含水量的关系
• 3.4.2 加杨电容与含水量间相关分析
• 3.4.3 杜仲的电容与含水量间相关分析
• 3.5 电容值与水势的关系
• 4 讨论及结论
• 4.1 讨论
• 4.2 结论
• 4.3 展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢