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基于虚拟仪器技术的作物声发射信息检测系统研究

刘艳洁  
【摘要】:水是生命之源。水资源状况和利用水平已成为评价一个国家或地区经济能否持续发展的重要指标。视情精准灌溉是节水的重要措施和提高节水效率的重要途径之一。如何准确判断作物水分亏缺程度是有效进行视情精准灌溉的理论基础。近年来,一种从植物本身出发,整合了土壤—植物—大气连续体(简称SPAC)中三方面的因子效应的新的检测指标—作物声发射引起了众多学者的注意。作物的声发射指在植物水流通路上由于缺水而造成水流断裂时发出的爆裂声,它又被形象地称为植物的“语言”。本文在国内首次采用了以玉米植株茎部及叶部声发射信号作为检测农作物需水信息的新方法,选用PAC公司的PCI-2型声发射检测仪及电子天平、温湿度记录仪等仪器设备构建系统硬件,运用目前在测控领域国际流行的虚拟仪器技术构建系统软件,建立了对作物植株声发射信息进行实时、快速检测的微机自动检测系统,同时还实现了对植株蒸腾信息及环境因子信息的自动检测及记录。本文以温室盆栽玉米为对象进行试验,通过分析实验数据进一步研究了声发射信号同植物蒸腾以及环境因子间的关系。研究结果表明,作物在水胁迫下产生的声发射信号与蒸腾量等水分指标的一致性较好,对水分亏缺反应敏感,是一个良好的灌溉指标。在天津科技大学和河北省粮油作物研究所温室实际试用的结果表明,该系统工作稳定可靠、操作方便灵活、测试结果准确,为开展进一步的研究提供了一个良好的基础,具有较高的实用价值和广阔的应用前景。


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