茶樹葉片臨界凍害的表征與測試研究.pdf

1、基于逆溫氣流擾動(dòng)的進(jìn)口和國產(chǎn)機(jī)械化防霜裝備，在我國茶園中初步示范應(yīng)用。控制該類防霜裝備的關(guān)鍵是判定茶樹葉片發(fā)生臨界凍害的時(shí)機(jī)，可選擇臨界凍害溫度作為主控參數(shù)，但目前尚無確定臨界凍害溫度的有效方法，且它隨環(huán)境因子的變化而變化。因此，本研究在國家863計(jì)劃課題和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下，以茶樹葉片為對象，研究一種用于表征植物發(fā)生臨界凍害的方法，并設(shè)計(jì)用于表征植物臨界凍害的測試系統(tǒng)，對氣流擾動(dòng)防霜控制具有重要意義。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:

2、
　　(1)低溫脅迫下茶樹葉片電信號(hào)測試及響應(yīng)
　　通過建立低溫脅迫下茶樹葉片電信號(hào)測試系統(tǒng)，試驗(yàn)分析在低溫脅迫下福鼎大白和茂綠兩種茶樹葉片阻抗、電容、電阻和電抗等四個(gè)電信號(hào)隨著溫度降低的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征。結(jié)果表明:當(dāng)氣流速度為0 m/s和空氣濕度低于70％時(shí)，隨著處理溫度從2.0℃降低到-8.0℃，四種電信號(hào)均具有一定的響應(yīng)特征。其中，隨著溫度的降低，茶樹葉片的阻抗和電阻隨著處理溫度的降低而增大;葉片的電抗呈現(xiàn)基本不變-驟降谷

3、底-快速增大的趨勢，且兩種茶樹葉片的電抗出現(xiàn)谷底響應(yīng)的溫度點(diǎn)分別為:-6.6℃和-4.0℃;特別地，福鼎大白和茂綠的兩種茶樹葉片電容在某個(gè)溫度點(diǎn)出現(xiàn)1個(gè)突變尖峰，該尖峰溫度同樣分別為-6.6℃和-4.0℃。因此，葉片電抗谷底響應(yīng)和電容尖峰響應(yīng)特征明顯。
　　(2)茶樹葉片電信號(hào)響應(yīng)特征與生理特性關(guān)聯(lián)分析
　　在不同低溫處理下，測試分析兩種茶樹葉片相對電導(dǎo)率和細(xì)胞傷害率的隨溫度變化的特征，通過擬合Logistic方程，并進(jìn)行回

4、歸分析，確定兩種茶樹的低溫半致死溫度LT50，并分析茶樹葉片細(xì)胞傷害率的拐點(diǎn)溫度與茶樹葉片電信號(hào)響應(yīng)溫度點(diǎn)的關(guān)系。結(jié)果表明:福鼎大白和茂綠的低溫半致死溫度分別為:-10.68℃和-4.20℃，葉片細(xì)胞傷害率的拐點(diǎn)溫度分別為-6.0℃和-4.0℃?？捎萌~片出現(xiàn)電容和電抗特征響應(yīng)時(shí)的溫度來表征植物的耐寒性;細(xì)胞傷害率拐點(diǎn)溫度與電抗谷底響應(yīng)和電容尖峰響應(yīng)時(shí)的溫度基本一致，其中福鼎大白的細(xì)胞傷害率為82.21％，茂綠的細(xì)胞傷害率為77.93％，

5、均達(dá)到較高水平，說明茶樹葉片電抗谷底響應(yīng)和電容尖峰響應(yīng)均可在某種程度上用于表征其臨界凍害。
　　(3)不同環(huán)境因子下的茶樹葉片電信號(hào)響應(yīng)特征
　　茶樹葉片臨界凍害溫度隨著環(huán)境因子的變化而改變，通過人工實(shí)現(xiàn)自然界霜凍天氣降溫過程，模擬不同氣流速度和空氣濕度兩個(gè)環(huán)境因子，試驗(yàn)研究茶樹葉片電容和電抗電信號(hào)與環(huán)境因子的相互關(guān)系。結(jié)果表明:在一定的空氣濕度下，福鼎大白葉片電抗響應(yīng)隨著溫度的降低而增大，但是隨著其它環(huán)境因子改變，其變化不

6、明顯;葉片電容突變尖峰時(shí)的溫度，隨空氣濕度和氣流速度的變化而明顯移動(dòng)。故茶樹葉片的電容尖峰響應(yīng)更適于表征其臨界凍害。
　　(4)茶樹葉片臨界凍害的測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　基于電容特征尖峰對應(yīng)的空氣溫度，設(shè)計(jì)并初步開發(fā)了茶樹葉片臨界凍害的測試系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件由微控制器、電容測量電路、溫度傳感器、鍵盤和顯示模塊等組成;軟件包括參數(shù)測量、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)刪除等功能。設(shè)計(jì)了LC振蕩電路、分頻和V/F轉(zhuǎn)換等電路，并進(jìn)行了調(diào)試與性能標(biāo)定