基于微電極技術(shù)的黃瓜氮鉀營養(yǎng)診斷研究
發(fā)布時間:2022-01-10 21:32
設(shè)施栽培經(jīng)常出現(xiàn)氮、鉀等主要營養(yǎng)元素比例失調(diào)的癥狀。營養(yǎng)失調(diào)會引起植株體內(nèi)營養(yǎng)元素發(fā)生顯著的變化,且不同營養(yǎng)元素之間存在交互作用。因此,迫切需要在作物生長過程中對養(yǎng)分進(jìn)行精確檢測和診斷,定量了解溫室無土栽培作物對營養(yǎng)元素的需求,建立營養(yǎng)精確管理模型。本文以黃瓜為研究對象,對黃瓜不同葉位及不同位點(diǎn)的光譜反射率進(jìn)行分析,確定氮鉀診斷的最佳葉位和位點(diǎn),通過氮鉀對形態(tài)參數(shù)、光合、熒光參數(shù)和電特性參數(shù)的影響分析,提出基于膜電位、膜電容和光激勵的膜電位響應(yīng)的電特性參數(shù)作為合適的早期診斷方法,并對氮素和鉀素營養(yǎng)下的黃瓜葉片膜電位、膜電容及光激勵的膜電位響應(yīng)的變化情況進(jìn)行研究,分別建立了氮、鉀單一因素影響下的生物電特性模型,并建立了氮鉀交互下的生物電特性模型。本研究主要完成了以下工作:(1)構(gòu)建能夠檢測植物膜電位、膜電容及光激勵的膜電位響應(yīng)等生物電信息的試驗(yàn)系統(tǒng),設(shè)置系統(tǒng)參數(shù),選擇合適型號的玻璃單管毛胚,分析拉力1、拉力2、熱值、時間等拉制參數(shù)對電極尖端的影響,拉制出理想的電極尖部;介紹膜電位、膜電阻和膜電容等生物電信息的測量方法及測量步驟。對植物營養(yǎng)的生物電參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選,選擇膜電位和膜電容參數(shù)來進(jìn)行...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:177 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 膜電位研究
1.2.2 膜電容研究
1.2.3 光激勵的膜電位響應(yīng)研究
1.2.4 營養(yǎng)交互作用研究
1.3 研究內(nèi)容和關(guān)鍵問題
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 關(guān)鍵問題
1.4 本章小結(jié)
第2章 生物電試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建及樣本培育
2.1 生物電試驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建
2.1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成
2.1.2 生物電測量系統(tǒng)中的信號濾波
2.1.3 生物電測量系統(tǒng)中的電極
2.2 生物電指標(biāo)的測量方法及指標(biāo)優(yōu)選
2.2.1 細(xì)胞膜的等效電路
2.2.2 膜電位的測量方法
2.2.3 膜電阻和膜電容的測量方法
2.2.4 電指標(biāo)的優(yōu)選
2.3 樣本培育和參數(shù)測定
2.3.1 樣本培育和營養(yǎng)液配方
2.3.2 形態(tài)參數(shù)的測定
2.3.3 葉綠素計(jì)值的測定
2.3.4 光合及熒光參數(shù)的測定
2.3.5 光譜反射率的測定
2.3.6 膜電位、膜電容及光激勵膜電位響應(yīng)的測量
2.3.7 黃瓜葉片掃描電鏡觀察
2.3.8 葉片全氮、鉀含量及葉綠素含量的測定
2.4 本章小結(jié)
第3章 黃瓜氮鉀診斷的最佳葉位和位點(diǎn)的選擇
3.1 不同氮鉀營養(yǎng)下黃瓜最佳葉位的確定
3.1.1 黃瓜葉片氮鉀敏感波長的選擇
3.1.2 黃瓜不同氮鉀營養(yǎng)水平下的不同葉位葉片光譜反射率變化特征分析
3.2 不同氮鉀營養(yǎng)下黃瓜葉片上最佳位點(diǎn)的確定
3.2.1 黃瓜葉片SPAD值的葉面分布特點(diǎn)和區(qū)域初步劃分
3.2.2 不同氮鉀營養(yǎng)下黃瓜葉片最佳區(qū)域的確定
3.2.3 不同氮鉀營養(yǎng)下黃瓜葉片最佳位點(diǎn)的確定
3.3 本章小結(jié)
第4章 黃瓜氮鉀營養(yǎng)早期診斷方法的研究
4.1 氮鉀脅迫對植物形態(tài)參數(shù)和光合參數(shù)的影響
4.1.1 不同氮鉀水平下的植物形態(tài)參數(shù)的變化
4.1.2 不同氮鉀水平下的植物光合參數(shù)的變化
4.1.3 不同氮鉀水平下的植物熒光參數(shù)的變化
4.2 氮鉀脅迫對植物生物電特性參數(shù)的影響
4.2.1 黃瓜葉片生物電參數(shù)的測量
4.2.2 光強(qiáng)與光質(zhì)的選擇
4.2.3 不同氮鉀水平下的植物膜電位的變化
4.2.4 不同氮鉀水平下的植物膜電容的變化
4.2.5 不同氮鉀水平下的植物光激勵的膜電位響應(yīng)變化
4.2.6 通過電特性參數(shù)的影響提出合適的診斷方法
4.3 本章小結(jié)
第5章 基于微電極技術(shù)的黃瓜葉片氮鉀營養(yǎng)診斷研究
5.1 基于黃瓜葉片膜電位的氮鉀營養(yǎng)診斷研究
5.1.1 黃瓜不同葉位和位點(diǎn)膜電位的分布特征
5.1.2 黃瓜生長期內(nèi)膜電位的動態(tài)變化特征
5.1.3 不同氮鉀處理下黃瓜葉片的膜電位特征
5.1.4 黃瓜氮鉀營養(yǎng)膜電位預(yù)測模型的建立
5.1.5 黃瓜氮鉀營養(yǎng)膜電位預(yù)測模型的檢驗(yàn)
5.2 基于黃瓜葉片膜電容的氮鉀營養(yǎng)診斷研究
5.2.1 黃瓜生長期內(nèi)膜電容的動態(tài)變化特征
5.2.2 不同氮鉀處理下黃瓜葉片的膜電容特征
5.2.3 黃瓜氮鉀營養(yǎng)膜電容預(yù)測模型的建立
5.2.4 黃瓜氮鉀營養(yǎng)膜電容預(yù)測模型的檢驗(yàn)
5.3 基于黃瓜葉片光激勵膜電位響應(yīng)的氮鉀營養(yǎng)診斷研究
5.3.1 不同氮鉀處理下黃瓜葉片的光激勵膜電位響應(yīng)特征
5.3.2 黃瓜氮鉀營養(yǎng)光激勵的膜電位響應(yīng)預(yù)測模型的建立
5.3.3 基于光激勵膜電位響應(yīng)幅值的黃瓜氮鉀營養(yǎng)預(yù)測模型的檢驗(yàn)
5.4 基于膜電位、膜電容、光激勵膜電位響應(yīng)的黃瓜氮鉀營養(yǎng)預(yù)測模型的比較
5.5 黃瓜氮營養(yǎng)下的基于膜電容和光激勵的膜電位響應(yīng)的預(yù)測模型
5.5.1 黃瓜氮營養(yǎng)下的基于膜電容和光激勵的膜電位響應(yīng)的預(yù)測模型的建立
5.5.2 模型的比較
5.6 本章小結(jié)
第6章 基于微電極技術(shù)的氮鉀交互下的黃瓜營養(yǎng)診斷研究
6.1 氮鉀交互下黃瓜葉片的膜電位特征
6.2 氮鉀交互下黃瓜葉片的膜電容特征
6.3 氮鉀交互下黃瓜葉片的光激勵膜電位響應(yīng)特征
6.4 基于微電極技術(shù)的氮鉀交互預(yù)測模型
6.4.1 氮鉀交互作用的方程式表達(dá)
6.4.2 權(quán)重系數(shù)矩陣的計(jì)算
6.4.3 確定交互影響系數(shù)矩陣
6.5 交互模型的驗(yàn)證
6.6 模型的比較
6.7 本章小結(jié)
第7章 研究工作總結(jié)與展望
7.1 研究工作總結(jié)與結(jié)論
7.2 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 存在的問題及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士期間發(fā)表的論文和參加的科研工作
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于高光譜圖像及ELM的生菜葉片氮素水平定性分析[J]. 孫俊,衛(wèi)愛國,毛罕平,武小紅,張曉東,高洪燕. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2014(07)
[2]基于主動光源的作物冠層反射光譜測量方法[J]. 丁永前,朱艷,李楊,王致情,譚星祥,曹衛(wèi)星. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(12)
[3]復(fù)雜背景黃瓜葉部病害圖像分割方法[J]. 袁媛,李淼,陳晟,江海洋,董俊. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(10)
[4]氮鉀互作對德州小火茄生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J]. 王磊,賀洪軍,王薇,徐光東,甘延?xùn)|,朱金英. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2013(08)
[5]溫室黃瓜葉片近紅外圖像消噪算法與含氮量快速檢測[J]. 楊瑋,李民贊,孫紅,鄭立華. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(07)
[6]設(shè)施栽培黃瓜的氮磷鉀肥料效應(yīng)研究[J]. 萬述偉,張守才,趙明,孫永紅,趙征宇,蔡葵,王文嬌. 中國土壤與肥料. 2012(05)
[7]基于近紅外高光譜圖像的黃瓜葉片色素含量快速檢測[J]. 鄒小波,陳正偉,石吉勇,黃曉瑋,張德濤. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2012(05)
[8]植物葉片電容與含水量間關(guān)系研究[J]. 宣奇丹,馮曉旺,張文杰. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2010(02)
[9]植物病害檢測領(lǐng)域的電生理學(xué)研究進(jìn)展[J]. 游崇娟,王建美,田呈明. 西北林學(xué)院學(xué)報. 2010(01)
[10]基于激光誘導(dǎo)熒光光譜分析的黃瓜葉片葉綠素含量檢測[J]. 楊昊諭,于海業(yè),張蕾,隋媛媛. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2009(10)
博士論文
[1]基于偏振—高光譜多維光信息的番茄氮磷鉀及交互作用檢測研究[D]. 朱文靜.江蘇大學(xué) 2014
[2]小麥幼苗根系對NO3-的吸收及細(xì)胞內(nèi)NO3-的分布與調(diào)節(jié)機(jī)制研究[D]. 汪曉麗.揚(yáng)州大學(xué) 2010
本文編號:3581449
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:177 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 膜電位研究
1.2.2 膜電容研究
1.2.3 光激勵的膜電位響應(yīng)研究
1.2.4 營養(yǎng)交互作用研究
1.3 研究內(nèi)容和關(guān)鍵問題
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 關(guān)鍵問題
1.4 本章小結(jié)
第2章 生物電試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建及樣本培育
2.1 生物電試驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建
2.1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成
2.1.2 生物電測量系統(tǒng)中的信號濾波
2.1.3 生物電測量系統(tǒng)中的電極
2.2 生物電指標(biāo)的測量方法及指標(biāo)優(yōu)選
2.2.1 細(xì)胞膜的等效電路
2.2.2 膜電位的測量方法
2.2.3 膜電阻和膜電容的測量方法
2.2.4 電指標(biāo)的優(yōu)選
2.3 樣本培育和參數(shù)測定
2.3.1 樣本培育和營養(yǎng)液配方
2.3.2 形態(tài)參數(shù)的測定
2.3.3 葉綠素計(jì)值的測定
2.3.4 光合及熒光參數(shù)的測定
2.3.5 光譜反射率的測定
2.3.6 膜電位、膜電容及光激勵膜電位響應(yīng)的測量
2.3.7 黃瓜葉片掃描電鏡觀察
2.3.8 葉片全氮、鉀含量及葉綠素含量的測定
2.4 本章小結(jié)
第3章 黃瓜氮鉀診斷的最佳葉位和位點(diǎn)的選擇
3.1 不同氮鉀營養(yǎng)下黃瓜最佳葉位的確定
3.1.1 黃瓜葉片氮鉀敏感波長的選擇
3.1.2 黃瓜不同氮鉀營養(yǎng)水平下的不同葉位葉片光譜反射率變化特征分析
3.2 不同氮鉀營養(yǎng)下黃瓜葉片上最佳位點(diǎn)的確定
3.2.1 黃瓜葉片SPAD值的葉面分布特點(diǎn)和區(qū)域初步劃分
3.2.2 不同氮鉀營養(yǎng)下黃瓜葉片最佳區(qū)域的確定
3.2.3 不同氮鉀營養(yǎng)下黃瓜葉片最佳位點(diǎn)的確定
3.3 本章小結(jié)
第4章 黃瓜氮鉀營養(yǎng)早期診斷方法的研究
4.1 氮鉀脅迫對植物形態(tài)參數(shù)和光合參數(shù)的影響
4.1.1 不同氮鉀水平下的植物形態(tài)參數(shù)的變化
4.1.2 不同氮鉀水平下的植物光合參數(shù)的變化
4.1.3 不同氮鉀水平下的植物熒光參數(shù)的變化
4.2 氮鉀脅迫對植物生物電特性參數(shù)的影響
4.2.1 黃瓜葉片生物電參數(shù)的測量
4.2.2 光強(qiáng)與光質(zhì)的選擇
4.2.3 不同氮鉀水平下的植物膜電位的變化
4.2.4 不同氮鉀水平下的植物膜電容的變化
4.2.5 不同氮鉀水平下的植物光激勵的膜電位響應(yīng)變化
4.2.6 通過電特性參數(shù)的影響提出合適的診斷方法
4.3 本章小結(jié)
第5章 基于微電極技術(shù)的黃瓜葉片氮鉀營養(yǎng)診斷研究
5.1 基于黃瓜葉片膜電位的氮鉀營養(yǎng)診斷研究
5.1.1 黃瓜不同葉位和位點(diǎn)膜電位的分布特征
5.1.2 黃瓜生長期內(nèi)膜電位的動態(tài)變化特征
5.1.3 不同氮鉀處理下黃瓜葉片的膜電位特征
5.1.4 黃瓜氮鉀營養(yǎng)膜電位預(yù)測模型的建立
5.1.5 黃瓜氮鉀營養(yǎng)膜電位預(yù)測模型的檢驗(yàn)
5.2 基于黃瓜葉片膜電容的氮鉀營養(yǎng)診斷研究
5.2.1 黃瓜生長期內(nèi)膜電容的動態(tài)變化特征
5.2.2 不同氮鉀處理下黃瓜葉片的膜電容特征
5.2.3 黃瓜氮鉀營養(yǎng)膜電容預(yù)測模型的建立
5.2.4 黃瓜氮鉀營養(yǎng)膜電容預(yù)測模型的檢驗(yàn)
5.3 基于黃瓜葉片光激勵膜電位響應(yīng)的氮鉀營養(yǎng)診斷研究
5.3.1 不同氮鉀處理下黃瓜葉片的光激勵膜電位響應(yīng)特征
5.3.2 黃瓜氮鉀營養(yǎng)光激勵的膜電位響應(yīng)預(yù)測模型的建立
5.3.3 基于光激勵膜電位響應(yīng)幅值的黃瓜氮鉀營養(yǎng)預(yù)測模型的檢驗(yàn)
5.4 基于膜電位、膜電容、光激勵膜電位響應(yīng)的黃瓜氮鉀營養(yǎng)預(yù)測模型的比較
5.5 黃瓜氮營養(yǎng)下的基于膜電容和光激勵的膜電位響應(yīng)的預(yù)測模型
5.5.1 黃瓜氮營養(yǎng)下的基于膜電容和光激勵的膜電位響應(yīng)的預(yù)測模型的建立
5.5.2 模型的比較
5.6 本章小結(jié)
第6章 基于微電極技術(shù)的氮鉀交互下的黃瓜營養(yǎng)診斷研究
6.1 氮鉀交互下黃瓜葉片的膜電位特征
6.2 氮鉀交互下黃瓜葉片的膜電容特征
6.3 氮鉀交互下黃瓜葉片的光激勵膜電位響應(yīng)特征
6.4 基于微電極技術(shù)的氮鉀交互預(yù)測模型
6.4.1 氮鉀交互作用的方程式表達(dá)
6.4.2 權(quán)重系數(shù)矩陣的計(jì)算
6.4.3 確定交互影響系數(shù)矩陣
6.5 交互模型的驗(yàn)證
6.6 模型的比較
6.7 本章小結(jié)
第7章 研究工作總結(jié)與展望
7.1 研究工作總結(jié)與結(jié)論
7.2 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 存在的問題及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士期間發(fā)表的論文和參加的科研工作
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于高光譜圖像及ELM的生菜葉片氮素水平定性分析[J]. 孫俊,衛(wèi)愛國,毛罕平,武小紅,張曉東,高洪燕. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2014(07)
[2]基于主動光源的作物冠層反射光譜測量方法[J]. 丁永前,朱艷,李楊,王致情,譚星祥,曹衛(wèi)星. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(12)
[3]復(fù)雜背景黃瓜葉部病害圖像分割方法[J]. 袁媛,李淼,陳晟,江海洋,董俊. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(10)
[4]氮鉀互作對德州小火茄生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J]. 王磊,賀洪軍,王薇,徐光東,甘延?xùn)|,朱金英. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2013(08)
[5]溫室黃瓜葉片近紅外圖像消噪算法與含氮量快速檢測[J]. 楊瑋,李民贊,孫紅,鄭立華. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(07)
[6]設(shè)施栽培黃瓜的氮磷鉀肥料效應(yīng)研究[J]. 萬述偉,張守才,趙明,孫永紅,趙征宇,蔡葵,王文嬌. 中國土壤與肥料. 2012(05)
[7]基于近紅外高光譜圖像的黃瓜葉片色素含量快速檢測[J]. 鄒小波,陳正偉,石吉勇,黃曉瑋,張德濤. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2012(05)
[8]植物葉片電容與含水量間關(guān)系研究[J]. 宣奇丹,馮曉旺,張文杰. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2010(02)
[9]植物病害檢測領(lǐng)域的電生理學(xué)研究進(jìn)展[J]. 游崇娟,王建美,田呈明. 西北林學(xué)院學(xué)報. 2010(01)
[10]基于激光誘導(dǎo)熒光光譜分析的黃瓜葉片葉綠素含量檢測[J]. 楊昊諭,于海業(yè),張蕾,隋媛媛. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2009(10)
博士論文
[1]基于偏振—高光譜多維光信息的番茄氮磷鉀及交互作用檢測研究[D]. 朱文靜.江蘇大學(xué) 2014
[2]小麥幼苗根系對NO3-的吸收及細(xì)胞內(nèi)NO3-的分布與調(diào)節(jié)機(jī)制研究[D]. 汪曉麗.揚(yáng)州大學(xué) 2010
本文編號:3581449
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