一种基于植株形态的棉花水分诊断方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115201412A(43)申请公布日2022.10.18(21)申请号202210781943.7(22)申请日2022.07.05(71)申请人新疆农业大学地址830052新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市沙依巴克区农大东路311号(72)发明人张凯陈冰常松杨川张慧盛建东(74)专利代理机构北京汇众通达知识产权代理事务所(普通合伙)11622专利代理师康欣雷(51)Int.Cl.G01N33/00(2006.01)G01N5/04(2006.01)G06F17/18(2006.01)G06Q50/02(2012.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种基于植株形态的棉花水分诊断方法(57)摘要本发明公开了一种基于植株形态的棉花水分诊断方法，它涉及农业种植技术领域。其步骤为：观察棉花不同水分状况时形态特征的变化，确定棉花水分敏感的形态特征及适合观察的时间段；采集植物样本，测定其含水量，建立不同生育期植株形态与植株含水量之间的关系模型；获取待测植株的水分敏感形态特征，输入所构建的模型，计算植株含水量。本发明可操作性强，能及时、准确、无损地获取棉花水分状况，成本低，为棉花水分诊断提供统一、科学标准，为农户的灌溉决策提供依据，为智慧农业的水分管理提供水分诊断技术，应用前景广阔。CN115201412ACN115201412A权利要求书1/1页1.一种基于植株形态的棉花水分诊断方法，其特征在于，其步骤为：(1)观察棉花不同水分状况时形态指标及其在一天中不同时间段的变化，确定棉花水分敏感的形态指标及适合观察的时间段：①观测不同水分状况时，棉花植株的形态指标，确定对水分状况响应敏感的形态指标，即为棉花水分敏感形态指标；②观察一天中不同时间段，棉花水分敏感形态指标的变化，确定适合观察的时间段；(2)构建棉花敏感形态指标与含水量之间的关系模型：(3)获取待测植株的形态特征，输入到所构建的模型中，计算棉花植株含水量。2.根据权利要求1所述的一种基于植株形态的棉花水分诊断方法，其特征在于，所述的步骤(1)中棉花植株形态特征的观测方法为：在下午14:00‑18:00，选取顶部展开的叶片(倒二叶或倒三叶)和叶柄，测定叶片和叶柄与主茎的夹角，测量顶部展开的两片叶片的叶柄顶端之间距离，作为棉花植株的形态指标。3.根据权利要求1所述的一种基于植株形态的棉花水分诊断方法，其特征在于，所述的步骤(2)的具体方法为：①在观察棉花不同水分状况的形态指标时，采集植物样本，测定其含水量；②采用数学回归模型，建立不同生育期植株形态指标与植株含水量之间的关系模型。2CN115201412A说明书1/4页一种基于植株形态的棉花水分诊断方法技术领域[0001]本发明涉及的是农业种植技术领域，具体涉及一种基于植株形态的棉花水分诊断方法。背景技术[0002]水资源短缺是限制干旱区农业可持续发展的重要因子，如何在现有的水资源基础上提高水分利用效率，是实现干旱区农业水资源可持续利用的关键。而要提高水分利用效率，快速、准确、无损地判断作物的水分状况是前提，也是实现精准灌溉和智慧农业的基础。精准灌溉可实现高产、节水、环境友好的目标。精准灌溉中需要确定灌溉时间和灌溉量，灌溉时间的确定应以作物出现适度水分亏缺状况为依据，灌溉量的确定应以土壤田间持水量和植物水分状况为依据。而快速、准确判断作物水分状况可为灌溉时间和灌溉量的确定提供科学依据。智慧农业中的水分管理，需要作物水分状况监测、诊断、灌溉决策、执行等环节。其中水分状况的快速、准确、无损获取是其中的关键，操作的难易程度和成本的高低将决定着水分诊断技术的推广应用。[0003]植物的水分状况受植物的水分吸收和蒸散两个主要过程影响；水分吸收受土壤水分有效性和植物吸水能力等因素影响，水分蒸散受植物保水能力和气象因素等影响。植物水分状况的影响因素众多，但最终是由植物决定和表现出来的，所以植物水分诊断的直接目标应当是植物，而不是诸如气象、土壤等间接因子。[0004]目前，现有的植物水分诊断技术及其优缺点如下：[0005](1)基于土壤水分和水势的诊断方法需要大量监测设备和传感器，成本较为昂贵；因相同含水量时，土壤质地不同，水分对植物的有效性也不同，所以监测所得的土壤含水量不能反映植物可用的有效水，且土壤缺水到植物缺水的过程，导致用土壤含水量进行水分诊断时存在一定的滞后性；土壤水势可反映土壤对水的吸力，间接反映土壤水分可否被植物吸收的情况，但是作物品种不同、生育阶段不同，其获取水分的能力是不一样的，因此，单独依靠土壤水势无法准确判断植物的水分状况，也存在一定滞后性。[0006](2)基于植物生理特征的水分诊断方法需要专业的检测人员和设备，且存在滞后性，无法大规模推广应用，如叶片气