基于单片机的茎流计设计文献综述

 2022-07-07 12:07

毕业论文文献综述

基于单片机的茎流计设计

摘要:本课题设计一个植物茎流测量仪,采用热消散探针法测量树干瞬时茎流密度,可以长期连续观测树木的液流,有利于研究树木和大气之间的水分交换规律,并以此为观测手段,长期监测森林生态系统对环境变化的影响。通过传感器,来测量树木中水流的温度、速度等,并且要将这些数据进行存储,方便观察一天径流速度的大小。

关键词:热消散探针法;茎流计;单片机;

1、前言

对于植物茎流的测量研究不仅是针对水资源短缺问题、土地荒漠化问题,也是农林业现代化的要求。农林业水资源利用效率的提高是缓解水资源短缺、减少环境问题的关键。植物的耗水通常是指所有因为各种情况的植物表面、土壤表面蒸发的水分并加上保留在植物组织内部的水分。在过去的几十年里,作物蒸散量在认识和量化作物生长方面有重大进展,这在很大程度上是由于我们提高了测量的能力,主要归功于传感器技术在土壤和植物中的运用技术的进步。然而,作物蒸腾量测量是不能直接测量的,一般优先考虑建模。通过研究得到,农作物组织内保存留下来用于生长代谢的水分一般是小于正常生长过程中整个生命周期内蒸腾耗水的1%[1]。因此,农业耗水一般只虑植物表面蒸腾耗水和土壤表面蒸发耗水,因此,研究植物蒸腾规律及耗水特征来制订植物浇水灌溉决策有利于提高农业用水效率,节约水资源,同时合理的灌溉也有助于植物处于合适的水分生长环境下,有利于植物更好的生长发育[2]

茎流或称液流是植物茎中水分的流动。植物吸收的水分99%以上通过蒸腾作用散失到大气中,通过精确测算茎流量,可以确定植物蒸腾失水量。茎流检测是指通过加入和测定示踪信号(主要是热信号)来计算液流的流速,并由此推断植物的蒸腾耗水量[3]

针对茎流速率的测量,测量的方法大致可以分为以下几种:第一个是热动力学;第二个是电子学;第三个是磁流体动力学和核磁共振;第四个现代激光脉冲技术法。其中热技术测量法相对来说原理简单,容易实现。测量时,对被测样本的损伤相对较小,制作容易,成本较低。近年来,基于热技术测量的测量方法得到了绝大部分研究者的重视和关注,使得热技术方法是目前植物茎流测量技术中最为成熟、运用最为广泛的测量方法。而对于其他方法,技术要求高、成本高,尚有待研究完善,但研究发展前景好。

2、国内外相关研究

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