[发明专利]一种基于电生理节律的植物健康活力的检测方法

说明书

本发明公开了一种基于电生理节律的植物健康活力的检测方法，属于植物生物物理信息检测领域。本发明利用两电极板将待测植物叶片夹住，连续监测待测植物叶片生理电容和生理电阻，以正弦函数来拟合植物电生理信号随时间的变化关系，建立植物叶片电生理信号随时间周期性变化动态模型，通过模型中的各参数值表征待测植物基于不同电生理信号的活化效率，耦合待测植物生理电容和生理电阻的活化效率表征植物的健康活力。本发明能便捷、无损、精确在线测定不同植物在不同的环境下的健康活力，测定结果可量化，不同批次具有可比性，为揭示植物的环境适应性、优化植物生长环境提供科学依据。

技术领域

本发明涉及植物生物物理信息检测领域，具体涉及一种基于电生理节律的植物健康活力的检测方法。

背景技术

地球围绕地轴的自转导致了环境的规律性变化。如光照、温度、湿度等都以近24h为基础，具有明显的日变化。生物体对地球物理学的周期性变化在行为和生理机能上产生有节律的反应，这种特性被称为生物钟。生物钟的输出，即生物节律，通常指生物昼夜节律，表现为运动周期近似自然界昼夜变化的节律性。生物节律是一种内在的、复杂而精细的生理调节系统，它使植物得以根据外界周期性变化来协调自身新陈代谢及各种生理过程。不同植物、不同生理生化变化生物钟表现的周期不同，植物的许多生理生化反应都表现出以约24h为周期的昼夜节律。生物节律的输出途径主要包括内在生理过程和外在生理过程，用传统方法不管从细胞水平还是生物体水平去研究植物的生物节律，其工作量大，操作复杂，且对植物具有破坏性。因此，找到一种简单、快速且无损的测定方法，对揭示自然条件下植物叶片内部生理信息生物节律及其发生规律具有重要意义。

同时，生物节律紧密地与环境相关的，它也是体内代谢水平的反映，不同的生物节律特征也与它的不同代谢水平相关。测定不同植物在不同的环境下的健康活力，可为揭示植物的环境适应性、优化植物生长环境提供科学依据。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于电生理节律的植物健康活力的检测方法，可以便捷、无损、精确在线量化不同植物在不同的环境下的健康活力，以克服现有技术中难以快速、无损地量化植物的健康活力，测定结果不具备可比性的缺陷。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于电生理节律的植物健康活力的检测方法，包括步骤：

S1，选择待测环境下生长的待测植物叶片，将叶片表面清理干净；

S2，将测定装置连接LCR测试仪，再将LCR测试仪与PC机连接形成测试系统，将待测叶片夹在测定装置的两电极板之间，连续在线监测植物生理电容和生理电阻随时间变化的数据；

S3，以正弦函数拟合植物生理电容随时间变化关系，构建植物叶片生理电容随时间周期性变化动态模型，获得所述动态模型各参数值，包括正弦函数的波幅、周期、初相位和偏距；

S4，利用所述各参数值表征待测植物的基于生理电容的活化效率；

S5，以正弦函数拟合植物生理电阻随时间变化关系，构建植物叶片生理电阻随时间周期性变化动态模型，获得所述动态模型各参数值，包括正弦函数的波幅、周期、初相位和偏距；

S6，利用上述各参数值表征待测植物的基于生理电阻的活化效率；

S7，耦合待测植物生理电容和生理电阻的活化效率，表征植物的健康活力。

进一步，所述连续在线监测植物生理电容和生理电阻随时间变化的数据的方法为：将待测叶片夹在测定装置的两电极板之间并保持不动，设置电压为1.5V，频率为3KHZ，从零点开始，每5min记录一次数据，连续监测24小时；

进一步，所述生理电容随时间周期性变化动态模型为：