CN108572194A - 一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法及装置 - Google Patents

一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法及装置，测定装置包括支架、泡沫板、电极板、导线、铁块、塑料棒，镶嵌有电极板的泡沫板分别粘在支架底端和塑料棒上，塑料棒上添加不同质量的铁块改变装置的压力来调节夹持力，使用时极板通过导线与LCR测试仪连接，两电极板将待测量植物叶片夹持住，设定不同的夹持力，测定植物叶片生理电阻，基于能斯特方程建立不同夹持力下的植物叶片生理电阻的耦合模型，对模型方程进行求导，获得基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度；进而判断植物用水的经济性。本发明可以便捷、快速、定量检测植物叶片导水度和固有导水度，定量判断植物的水分输导的经济性，测定结果具有可比性。

Description

一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方 法及装置
技术领域
本发明属于农业工程和农作物信息检测技术领域，具体涉及一种基于生理电阻的植物 叶片导水度和固有导水度的测定方法及装置，可以快速、定量地检测基于生理电阻的植物 叶片导水度和固有导水度，判断植物水分输导的经济性。
背景技术
细胞膜主要由脂质(主要为磷脂)、蛋白质和糖类等物质组成；其中以蛋白质和脂质为 主。磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架。在电镜下可分为三层，即在膜的靠内外两侧 各有一条厚约2.5nm的电子致密带，中间夹有一条厚2.5nm的透明带。生物膜对穿过它的 电流所呈现的电阻称为膜电阻。由于细胞膜主要是由蛋白质和脂质构成，因此电阻率较大， 因而细胞膜成为提供了生物组织电阻的主要部分。
由于电阻性电流是由离子传递引起的，所以它是由膜对各种离子通透性的大小和通透 离子是否大量存在等因素决定的。外界激励改变离子的膜通透性，影响了膜内外离子的浓 度，而膜内外离子浓度差服从能斯特(Nernst)方程，而生理电阻与电导率成反比，而电导 率与细胞内离子浓度成正比，由此可推导出，细胞的生理电阻与外界激励的关系。
目前测定植物的生理电阻时通常出现重复性差，不同人不同时间不同地点，或者同一 个人不同时间不同地点、甚至同一个人、同一地点不同时间测定同一状态的叶片结果差异 较大，严重地影响测定结果的准确性，使测定结果难以分析，更不具备可比性。究其原因 是由于每次测定施加不同的夹持力，造成结果的偏差，为了准确地比较植物生理电阻，使 不同次的测定结果具有可比性，固定LCR电极板的夹持力，获得特定夹持力下的植物生理 电阻是当前植物电生理研究的当务之急！本发明通过调节夹持力，测定在不同夹持力下植 物叶片的生理电阻，构建夹持力与植物叶片生理电阻耦合模型，依据耦合模型获取特定夹 持力下的植物生理电阻。
植物叶片的生理电阻可以反映膜内外离子浓度差，膜内离子总量一定，浓度差的最重 要的改变方式就是离子的膜通透性改变，通透性的改变导致膜内外离子浓度差的改变，最 终导致膜内外水势的改变，水势是影响水分运输的最本质要素，水势高处输送到水势低处， 单位压力下细胞水分输出量的变化也因此紧密地与植物叶片细胞的膜内外水势的变化相 关，从而与膜内外离子浓度差的变化相关，最终导致单位压力下植物叶片的生理电阻的变 化等效于单位压力下植物细胞的储水量变化，也等效于单位压力下植物细胞的水分输出量 的变化。
单位压力下植物细胞的水分输出量的变化，反映地是植物叶片水力传输特性，单位时 间和单位压力下植物叶片细胞的水分输出量的变化值，可定义为植物叶片导水度。在没有 外来激励的刺激下，此时的植物叶片导水度即为植物叶片固有导水度。同样的蓄水状况下， 单位时间、单位压力下植物叶片细胞的水分输出量较小，水分供应时间越长，植物用水越 节约。目前，植物叶片细胞的水分输出量测定繁琐，并且需要外界施压，而外界施压改变 了植物的正常生理状态，不能反映植物的正常生理状况，因此，本发明，通过对植物叶片的生理电阻随夹持力变化方程求导，将单位压力下植物叶片生理电阻的变化转换成植物叶片导水度和固有导水度，为植物的水分利用策略研究和灌溉技术的开发提供方法的支撑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法 及装置，以克服现有技术中重复性差、结果不具备可比性的缺陷。
为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法，包括以下步骤：
步骤一，将测定装置与LCR测试仪连接；
步骤二，选取生长在不同环境下带有叶片的待测植物的新鲜枝条，并包住枝条基部；
步骤三，实验室内清理新鲜枝条上叶片，并采摘长势较为一致的叶片；
步骤四，将叶片夹在测定装置平行电极板之间，设置测定电压、频率，通过改变铁块 的质量来设置所需的特定夹持力，并测定在不同夹持力下的植物生理电阻；
步骤五，构建植物叶片生理电阻的耦合模型，获得模型的各个参数；
步骤六，将步骤五的方程对夹持力进行求导，获得单位夹持力变化下的叶片生理电阻 的变化方程；
步骤七，将夹持力F的值，即设定为被考察的夹持力h代入步骤六的变化方程中，可获得被考察植物在被考察的夹持力下的叶片生理电阻的变化值；
步骤八，依据单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化方程获得夹持力为0时的单位 夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值；
步骤九，由夹持力为h时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值获取基于生理 电阻的植物叶片导水度；
步骤十，由夹持力为0时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值获取基于生理 电阻的植物叶片固有导水度；
步骤十一，依据基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度判断植物水分输导的经 济性。
进一步，所述测定装置包括支架、泡沫板、电极板、导线、铁块、塑料棒及固定夹，支架为矩形框架结构、且一侧开放，支架上端开有通孔，供塑料棒伸入，支架下端朝内一 侧及塑料棒底端分别粘有两个泡沫板，泡沫板内镶嵌电极板，两个电极板各自引出一根导线，塑料棒的泡沫板上可放置不同质量的铁块，塑料棒位于支架内部的一端由固定夹进行固定；所述电极板为圆形极板，所述电极板的材质为铜。
进一步，所述步骤四中特定夹持力的设置方法为：通过增加不同质量的铁块，依据重 力学公式：F＝(M+m)g计算出夹持力F，式中F为夹持力，单位N；M为铁块质量，m 为塑料棒与电极片的质量，kg；g是重力加速度为9.8N/kg。
进一步，所述步骤五中，植物叶片生理电阻的耦合模型为： R为电阻，f0是细胞膜内浓度Ci与电阻之间转化的比例系数，膜内外通透离子总量C＝Ci +Co，耦合模型是基于能斯特方程推导出的，其中E为电动势，E0为标准 电动势，R0是理想气体常数，T是温度，Ci为细胞膜内浓度，Co为细胞膜外浓度，F0是法 拉第常数，Z是通透离子转移数；E可用来做功，与PV成正比PV＝a E，a是电动势转换能 量系数，V为植物细胞体积，P是植物细胞受到的压强，压强P由压强公式求出，F 为夹持力，S为极板作用下的有效面积；所述植物叶片的生理电阻的耦合模型可变形为 R＝y0+ke-bF，其中y0、k和b为模型的参数。
进一步，所述步骤六中将植物叶片生理电阻的耦合模型方程对夹持力进行求导，则是 将方程R＝y0+ke-bF对夹持力F进行求导，得到单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化 方程：R′＝-kbe-bF。
更进一步，所述步骤七中把F＝h代入R′＝-kbe-bF中，得到夹持力为h时的单位夹持力 变化下的叶片生理电阻的变化值RVh，RVh＝-kbe-bh；所述步骤八中把F＝0代入R′＝-kbe-bF中，得到夹持力为0时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值RV0，RV0＝-kb；
更进一步，所述步骤九中由夹持力为h时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化 值获取基于生理电阻的植物叶片导水度WCPR的公式为：WCPR＝-fRVh＝kfbe-bh，f为测试频 率；所述步骤十中由夹持力为0时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值获取基于 生理电阻的植物叶片固有导水度IWCPR的公式为：IWCPR＝-fRV0＝kfb。
进一步，所述步骤十一中依据基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度判断植物 水分输导的经济性的方法是：比较基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度，导水度 和固有导水度越小，植物水分输导越经济。
一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定装置，包括支架、泡沫板、 电极板、导线、铁块、塑料棒及固定夹，支架为矩形框架结构、且一侧开放，支架上端开有通孔，供塑料棒伸入，支架下端朝内一侧及塑料棒底端分别粘有两个泡沫板，泡沫板内镶嵌电极板，两个电极板各自引出一根导线，塑料棒的泡沫板上可放置不同质量的铁块，塑料棒位于支架内部的一端由固定夹进行固定；所述电极板为圆形极板，所述电极板的材质为铜。
本发明具有有益效果：
1.本发明通过在塑料棒的上下移动，使得两极板之间的距离能实现灵活调整，从而可 以测量不同厚度的植物叶片；通过两个泡沫板分别粘在支架底端和塑料棒上，在塑料棒上 添加一定质量的铁块来改变装置的压力，使得测量时不会损坏植物叶片，可以无损地在线 检测不同厚度的植物叶片的生理电阻，简化了结构；考虑到经济性和实用性，并且由于圆 形电极可减少电极的边缘效应，所以本发明选择铜材料的圆形电极板。
2.本发明不仅可以间接测量出单位压力下植物叶片细胞的水分输出量的多少，而且还 可以定量基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度。
3.本发明还可以定量比较植物的植物水分输导的经济性，定量评估植物的耐干旱能 力。
4.本发明简便、准确、精度高，测定结果不受测定条件的影响，具有可比性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明测定方法流程图；
图中：1.支架；2.泡沫板；3.电极板；4.导线；5.铁块；6.塑料棒；7.固定夹。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
本发明的基本原理为：
由重力学公式：
F＝(M+m)g (1)
式中F为重力(夹持力)，N；M为铁块质量，m为塑料棒与电极片的质量，kg；g 是重力加速度为9.8，N/kg。
由于电阻性电流是由离子传递引起的，所以它是由膜对各种离子通透性的大小和通透 离子是否大量存在等因素决定的。外界激励改变离子的通透性，影响了内外离子的浓度， 而内外离子浓度差服从Nernst方程，而生理电阻与电导率成反比，而电导率与细胞内离子 浓度成正比，由此可推导出，细胞的生理电阻与外界激励的关系。
植物细胞水分的多少关系着植物叶片细胞弹性的强弱，在特定夹持力下，不同植物细 胞膜的通透性发生不同的改变，因此其生理电阻是不同的。
能斯特方程的表达式如(2)式：
其中，E为电动势；E0为标准电动势；R0是理想气体常数，等于8.314570 J.K-1.mol-1，T是温度，单位K；Ci为细胞膜内浓度；Co为细胞膜外浓度；F0是法拉第常 数，等于96485C.mol-1；Z是通透离子转移数，单位mol。
电动势E的内能可转化成压力做功，与PV成正比PV＝a E，即：
其中：P为植物细胞受到的压强，a是电动势转换能量系数，V为植物细胞体积；
植物细胞受到的压强P可由压强公式求出，压强公式：其中F为夹持力，S为极板作用下的有效面积；
在叶肉细胞里，液泡和细胞质占据了细胞内绝大部分空间。对叶肉细胞而言，Co与Ci之和是一定的，等于膜内外通透离子总量C，Ci则与电导率成正比，而电导率为电阻R的 倒数，因此，可表达成其中R为电阻，f0是Ci与电阻之间转化的比例 系数，因此，(3)可变成：
(4)式变形，得
(6)式两边取指数，可变成：
进一步变形，可得：
式(8)中R为生理电阻，对于同一个待测叶片在同一环境下，V、S、a、E0、R0、T、 Z、F0、C、f0都为定值，令因此(8)式可变形为：
R＝y0+ke-bF (9)
(9)式y0、k和b为模型的参数。
对方程R＝y0+ke-bF求导得到的导数方程R′＝-kbe-bF，R′则表示单位夹持力变化下的叶 片生理电阻的变化值。
植物叶片的生理电阻可以反映膜内外离子浓度差，膜内离子总量一定，浓度差的最重 要的改变方式就是离子的膜通透性改变，通透性的改变导致膜内外离子浓度差的改变，最 终导致膜内外水势的改变，水势是影响水分运输的最本质要素，水势高处输送到水势低处， 单位压力下细胞水分输出量的变化也因此紧密地与植物叶片细胞的膜内外水势的变化相 关，从而与膜内外离子浓度差的变化相关，最终导致单位压力下植物叶片的生理电阻的变 化等效于单位压力下植物细胞的储水量变化，也等效于单位压力下植物细胞的水分输出量 的变化。
单位压力下植物细胞的水分输出量的变化，反映地是植物叶片水力传输特性，单位时 间和单位压力下植物叶片细胞的水分输出量的变化值，可定义为植物叶片导水度。单位时 间和单位压力下植物叶片细胞的水分输出量的变化值，即为植物叶片导水度。在没有外来 激励的刺激下，植物叶片导水度即为植物叶片固有导水度。由于细胞的水分输出量等效于 生理电阻的变化，那么，单位时间和单位压力下植物叶片细胞的水分输出量的变化值就等 效于单位时间和单位压力下植物叶片生理电阻的变化值。由于单位夹持力变化下的叶片生 理电阻的变化方程为R′＝-kbe-bF，当F＝h(h指的是被考察的夹持力)时单位夹持力变化下 的叶片生理电阻的变化值RVh，RVh＝-kbe-bh；当夹持力为0时，单位夹持力变化下的叶片 生理电阻的变化值RV0，RV0＝-kb；由于，生理电阻的变化与测试频率相关联，因此，植物 叶片导水度和固有导水度也与时间相关联。因此，基于生理电阻的植物叶片导水度WCPR的公式为：WCPR＝-fRVh＝kfbe-bh，其中f为测试频率；基于植物生理电阻的植物固有叶片 的导水度IWCPR的公式为：IWCPR＝-fRV0＝kfb。
同样的蓄水状况下，单位时间、单位压力下植物叶片细胞的水分输出量较小，水分供 应时间越长，植物用水越节约。因此可以用基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度 来判断植物水分输导的经济性。
一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定装置，如图1所示，由支架 1、泡沫板2、电极板3、电导线4、铁块5、塑料棒6、固定夹7组成；支架1为矩形框架 结构、且一侧开放，支架1上端开有通孔，供塑料棒6伸入，支架1下端朝内一侧及塑料 棒6底端分别粘有两个泡沫板2，泡沫板2内镶嵌电极板3，两个电极板3各自引出一根导 线4，用于与LCR测试仪(HIOKI 3532-50型，日本日置)连接，塑料棒6的泡沫板2上可 放置不同质量的铁块5，从而改变装置的压力，测定在不同夹持力下植物叶片的生理电容； 塑料棒6位于支架内部的一端由固定夹7进行固定，当塑料棒下端与支架端合在一起时， 两个电极板3就完全对应在一起；电极板3为材质为铜的圆形极板，以减少电极的边缘效 应。
本发明的使用步骤如下：使用时先将本发明装置的两根导线4与LCR测试仪的9140四端子测试探头相连，再抬起塑料棒6，使两电极板3将待测量的植物叶片夹持住，电极 板的直径为10mm，设置测定电压1.5伏特，测定频率为3kHz，塑料棒与电极片的质量为0.017kg，通过添加已知质量为0.1kg的铁块数目来改变铁块5的质量，从而改变装置的压力，测定在不同夹持力下植物叶片的生理电阻。
实施例1：以构树为例。在江苏大学校园内采摘长势较为一致的不同生长环境下带有 叶片的构树新鲜枝条来进行测定，快速检测构树叶片固有导水度以及在叶片与地面夹角为 30°时的叶片导水度。
步骤一，将测定装置与LCR测试仪连接；
步骤二，选取生长在水边和土里带有叶片的构树新鲜枝条，并用湿棉花包住枝条基部， 以减缓水分散发；
步骤三，迅速返回实验室，清理所述新鲜枝条上叶片表面灰尘后，采摘所述新鲜枝条 上长势较为一致的叶片；
步骤四，将叶片夹在平行板之间，设置测定电压1.5伏特，测定频率为3kHz，通过增加不同质量的铁块来设置所需的特定夹持力，迅速测定在不同夹持力下的构树叶片生理电阻，如表1；
步骤五，利用SigmPlot软件将不同夹持力及其对应的生理电阻数据拟合成基于能斯特 方程的构树叶片生理电阻与夹持力变化的耦合模型R＝y0+ke-bF，获得模型的各个参数，如 表2；其中R2为决定系数的平方，n为样本数，P为显著性指标；
步骤六，将不同夹持力变化下的构树叶片生理电阻的耦合模型方程对夹持力进行求导， 获得单位夹持力变化下的构树叶片生理电阻的变化方程；
步骤七，将叶片与地面夹角为30°时的夹持力F值(在本实验中等于-1.07N)代入单位 夹持力变化下的叶片生理电阻的变化方程中，可计算获得构树在被考察的夹持力下的叶片 生理电阻的变化值；
步骤八，依据单位夹持力变化下的构树叶片生理电阻的变化方程获得夹持力为0时的 单位夹持力变化下的构树叶片生理电阻的变化值；
步骤九，依据叶片与地面夹角为30°时的夹持力为-1.07N时的单位夹持力变化下的叶 片生理电阻的变化值获取基于生理电阻的植物叶片导水度，如表5；
步骤十，依据夹持力为0时的单位夹持力变化下的构树叶片生理电阻的变化值获取构 树基于生理电阻的叶片固有导水度，如表5；
步骤十一，依据构树基于生理电阻的叶片导水度和固有导水度判断植物水分输导的经 济性。
表1不同环境下生长的构树在不同夹持力F(单位：N)下的生理电阻R(单位:MΩ)
表2不同环境下生长的构树叶片生理电阻R与夹持力F变化的耦合模型及参数
实施例2:以桑树为例，在江苏大学校园内采摘长势较为一致的不同生长环境下带有叶 片的桑树新鲜枝条来进行测定，快速检测桑树叶片固有导水度以及在叶片与地面夹角为30° 时的叶片导水度。所有步骤同实施例1。
设置测定电压1.5伏特，测定频率为3000Hz，测得的在不同夹持力下的桑树叶片生理 电阻，如表3所示。基于能斯特方程推导出的桑树叶片生理电阻与夹持力变化的耦合模型 以及各个参数如表4；依据方程的参数计算出的桑树基于生理电阻的叶片导水度和固有导 水度，如表5。比较不同环境生长的桑树水分输导的经济性。
表3不同环境下生长的桑树在不同夹持力F(单位：N)下的生理电阻R(单位:MΩ)
表4不同环境下生长的桑树叶片生理电阻R与夹持力F变化的耦合模型及参数
本发明的实施效果如下：
从表2和表4可以看出，基于能斯特方程推导出不同夹持力变化下的植物叶片生理电 阻的耦合模型可以很好地表征植物生理电阻与夹持力的关系(P<0.0001)。
表5表示的是不同环境下生长的构树和桑树基于生理电阻的叶片导水度和固有导水 度。
表5不同环境下生长的基于生理电阻的构树和桑树叶片导水度和固有导水度(单位： MΩN-1S-1)(测定频率为3000Hz)
从表5中可以看出，在同一环境下构树基于生理电阻的叶片导水度和固有导水度小于 桑树的。无论是构树还是桑树，水边生长的植物基于生理电阻的叶片固有导水度都明显大 于土里的，这与实际是极为相符的。也即是，构树水分输导的经济性大于桑树，抗旱能力 也是构树强于桑树。水边生长的植物因有充足的水分供应，它们具有较大的基于生理电阻 的叶片固有导水度，这是植物与环境相适应的结果。
从表5中还可以看出，当叶片与地面夹角为30°时，两种植物的叶片导水度都增加。另外，构树和桑树叶片导水度和固有导水度在不同环境下表现不同，这可能与它们对环境的适应机制是不同的。由此可知，本发明可为植物的环境适应性的研究提供技术支撑。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的 限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要 付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将测定装置与LCR测试仪连接；
步骤二，选取生长在不同环境下带有叶片的待测植物的新鲜枝条，并包住枝条基部；
步骤三，清理新鲜枝条上叶片，并采摘长势较为一致的叶片；
步骤四，将叶片夹在测定装置平行电极板之间，设置测定电压、频率，通过改变铁块的质量来设置所需的特定夹持力，并测定在不同夹持力下的植物生理电阻；
步骤五，构建植物叶片生理电阻的耦合模型，获得模型的各个参数；
步骤六，将步骤五的方程对夹持力进行求导，获得单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化方程；
步骤七，将夹持力F的值，即设定为被考察的夹持力h代入步骤六的变化方程中，可获得被考察植物在被考察的夹持力下的叶片生理电阻的变化值；
步骤八，依据单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化方程获得夹持力为0时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值；
步骤九，由夹持力为h时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值获取基于生理电阻的植物叶片导水度；
步骤十，由夹持力为0时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值获取基于生理电阻的植物叶片固有导水度；
步骤十一，依据基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度判断植物水分输导的经济性。
2.根据权利要求1所述的一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法，其特征在于：所述测定装置包括支架(1)、泡沫板(2)、电极板(3)、导线(4)、铁块(5)、塑料棒(6)及固定夹(7)，支架(1)为矩形框架结构、且一侧开放，支架(1)上端开有通孔，供塑料棒(6)伸入，支架(1)下端朝内一侧及塑料棒(6)底端分别粘有两个泡沫板(2)，泡沫板(2)内镶嵌电极板(3)，两个电极板(3)各自引出一根导线(4)，塑料棒(6)的泡沫板(2)上可放置不同质量的铁块(5)，塑料棒(6)位于支架内部的一端由固定夹(7)进行固定。
3.根据权利要求2所述的一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法，其特征在于：所述电极板(3)为圆形极板，所述电极板(3)的材质为铜。
4.根据权利要求1所述的一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法，其特征在于：所述步骤四中特定夹持力的设置方法为：通过增加不同质量的铁块，依据重力学公式：F＝(M+m)g计算出夹持力F，式中F为夹持力，单位N；M为铁块质量，m为塑料棒与电极片的质量，kg；g是重力加速度为9.8N/kg。
5.根据权利要求1所述的一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法，其特征在于：所述步骤五中，植物叶片生理电阻的耦合模型为：R为电阻，f0是细胞膜内浓度Ci与电阻之间转化的比例系数，膜内外通透离子总量C＝Ci+Co，耦合模型是基于能斯特方程推导出的，其中E为电动势，E0为标准电动势，R0是理想气体常数，T是温度，Ci为细胞膜内浓度，Co为细胞膜外浓度，F0是法拉第常数，Z是通透离子转移数；E可用来做功，与PV成正比PV＝a E，a是电动势转换能量系数，V为植物细胞体积，P是植物细胞受到的压强，压强P由压强公式求出，F为夹持力，S为极板作用下的有效面积；所述植物叶片的生理电阻的耦合模型可变形为R＝y0+ke-bF，其中y0、k和b为模型的参数。
6.根据权利要求5所述的一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法，其特征在于：所述步骤六中将植物叶片生理电阻的耦合模型方程对夹持力进行求导，则是将方程R＝y0+ke-bF对夹持力F进行求导，得到单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化方程：R′＝-kbe-bF。
7.根据权利要求6所述的一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法，其特征在于：所述步骤七中把F＝h代入R′＝-kbe-bF中，得到夹持力为h时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值RVh，RVh＝-kbe-bh；所述步骤八中把F＝0代入R′＝-kbe-bF中，得到夹持力为0时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值RV0，RV0＝-kb。
8.根据权利要求7所述的一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法，其特征在于：所述步骤九中由夹持力为h时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值获取基于生理电阻的植物叶片导水度WCPR的公式为：WCPR＝-fRVh＝kfbe-bh，f为测试频率；所述步骤十中由夹持力为0时的单位夹持力变化下的叶片生理电阻的变化值获取基于生理电阻的植物叶片固有导水度IWCPR的公式为：IWCPR＝-fRV0＝kfb。
9.根据权利要求1所述的一种基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定方法，其特征在于：所述步骤十一中依据基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度判断植物水分输导的经济性的方法是：比较基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度，导水度和固有导水度越小，植物水分输导越经济。
10.一种如权利要求1所述的基于生理电阻的植物叶片导水度和固有导水度的测定装置，其特征在于：包括支架(1)、泡沫板(2)、电极板(3)、导线(4)、铁块(5)、塑料棒(6)及固定夹(7)，支架(1)为矩形框架结构、且一侧开放，支架(1)上端开有通孔，供塑料棒(6)伸入，支架(1)下端朝内一侧及塑料棒(6)底端分别粘有两个泡沫板(2)，泡沫板(2)内镶嵌电极板(3)，两个电极板(3)各自引出一根导线(4)，塑料棒(6)的泡沫板(2)上可放置不同质量的铁块(5)，塑料棒(6)位于支架内部的一端由固定夹(7)进行固定。
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