CN111523238B - 一种计算果树冠层光合速率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计算果树冠层光合速率的方法，包括以下步骤:S01：获取同一果树上冠层位置的足量叶片样本，并获取叶片样本的叶片表型特征；S02：利用计算机三维模拟技术建立若干个果树冠层的三维模型，将叶片样本的表型特征导入模型内，进行实验对照；S03：逐一分别改变若干个对照组的光合因素；S04：将记录到的氧气的释放量数据重新导入三维模型内；S05：将所有叶片样本对照组的光合速率参数数据收集，对所有的氧气释放量进行计算。本发明中，该果树冠层光合速率的方法采用三维模拟技术可以建立若干个果树冠层叶片的实验组，对果树冠层叶片的光合速率参数进行群体性的测定和仿真验证，从而确保光合速率计算数据的准确性。

Description

一种计算果树冠层光合速率的方法
技术领域
本发明涉及光合速率技术领域，尤其涉及一种计算果树冠层光合速率的方法。
背景技术
植物的光合作用强弱的一种表示法，又称光合强度，光合速率的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的二氧化碳或释放的氧气表示，亦可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示，而在园林果树的栽培当中，为了准确的了解到果树的生长状态，就需要对果树冠层叶片的光合速率进行测定，计算果树冠层叶片的光合速率。
现有的计算果树冠层光合速率的方法只能够对测量的果树冠层光合速率消耗物和产生物进行单向的测量计算，不能够将测量的数据进行反向导入计算，从而无法确保测量光合速率的准确性，也缺少对不同光合速率影响因素下的对照实验测量，导致果树冠层叶片光合速率计算数据的不准确。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种计算果树冠层光合速率的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种计算果树冠层光合速率的方法，包括以下步骤:
S01：获取同一果树上冠层位置的足量叶片样本，并获取叶片样本的叶片表型特征，将获取的表型特征分类记录；
S02：利用计算机三维模拟技术建立若干个果树冠层的三维模型，将叶片样本的表型特征导入模型内，进行实验对照；
S03：逐一分别改变若干个对照组的光合因素，获取不同因素干扰下的对照组模型氧气的释放量数据；
S04：将记录到的氧气的释放量数据重新导入三维模型内，利用仿真技术，将三维模型进行复原；
S05：将所有叶片样本对照组的光合速率参数数据收集，对所有的氧气释放量进行计算，获得果树冠层叶片的光合速率数据。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S01中，叶片样本的形状、大小、厚度和重量的误差需要控制在5%以内，并确保所有的叶片样本均处于果树的冠层。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S02中，若干个叶片样本组内任意选取一组为实验原始组，其余均为实验对照组，并将原始组与对照组分别建立独立的三维模型。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S03中，改变的光合速率的影响因素包括内部因素、外部因素和人为因素，内部因素包括叶片的叶绿素和RUBP羧化酶等因素，外部因素包括光照、温度、水分和地表矿物质等因素，人为因素包括药物，可以分别对若干个叶片样本实验组进行独立的手实验对照。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S03中，氧气的释放量采用记录数据采用氧气气体分析仪进行测量，测量的起点在施加光合因素的初始点，测量的终点在切断施加光合因素后的2小时内。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S03和步骤S04之间，还包括对二氧化碳吸收量的测量，利用二氧化碳气体分析仪对三维模型内吸收二氧化碳的量进行测量，测量的起点在施加光合因素的初始点之前1小时，测量的终点在切断施加光合因素后的1小时内。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S04中，将测量到的氧气释放量数据导入对应的三维模型内，观察三维模型的实时恢复情况，并记录恢复到稳定状态下三维模型内时间的长短，判断光合速率的及时性，并获取光合速率的初始记录值。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S04中，在三维模型重新导入氧气数据恢复到稳定状态时，记录恢复后三维模型中叶片样本的表型特征，与初始的表型特征对比分析，判断叶片样本前后是否一致，获取光合速率的后续记录值。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S05中，将收集记录到的光合速率记录值分类排列，并结合平均算法对同一类的光合速率记录值进行汇总后平均计算，获得果树冠层叶片的真正光合速率数据。
有益效果
本发明提供了一种计算果树冠层光合速率的方法。具备以下有益效果：
（1）：该果树冠层光合速率的方法采用三维模拟技术可以建立若干个果树冠层叶片的实验组，对果树冠层叶片的光合速率参数进行群体性的测定，并将测量数据再次导入三维模型内进行仿真验证，从而确保光合速率计算数据的准确性。
（2）：该果树冠层光合速率的方法采用自由更改光合速率影响因素的方式，可以满足多样化的实验对照组的对照需求，获取各种影响因素下的果树冠层叶片光合速率的真实数据，进一步的提高了果树冠层叶片的光合速率计算精准度。
附图说明
图1为本发明提出的一种计算果树冠层光合速率的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，一种计算果树冠层光合速率的方法，包括以下步骤:
S01：获取同一果树上冠层位置的足量叶片样本，并获取叶片样本的叶片表型特征，将获取的表型特征分类记录；
S02：利用计算机三维模拟技术建立若干个果树冠层的三维模型，将叶片样本的表型特征导入模型内，进行实验对照；
S03：逐一分别改变若干个对照组的光合因素，获取不同因素干扰下的对照组模型氧气的释放量数据；
S04：将记录到的氧气的释放量数据重新导入三维模型内，利用仿真技术，将三维模型进行复原；
S05：将所有叶片样本对照组的光合速率参数数据收集，对所有的氧气释放量进行计算，获得果树冠层叶片的光合速率数据。
步骤S01中，叶片样本的形状、大小、厚度和重量的误差需要控制在5%以内，并确保所有的叶片样本均处于果树的冠层，防止不同位置的叶片、不同形状大小的叶片以及不同属性的叶片上表型特征的不同导致的原始数据误差。
步骤S02中，若干个叶片样本组内任意选取一组为实验原始组，其余均为实验对照组，并将原始组与对照组分别建立独立的三维模型，实验原始组的光合速率英雄因素均按照果树自然环境状态下的参数状态，实验对照组的光合速率影响因素按照改变因素的不同，对相关的影响因素进行逐一的改变。
步骤S03中，改变的光合速率的影响因素包括内部因素、外部因素和人为因素，内部因素包括叶片的叶绿素和RUBP羧化酶等因素，用来测量叶片内部因素对叶片光合速率带来的影响，外部因素包括光照、温度、水分和地表矿物质等因素，用来测量叶片外部因素对叶片光合速率带来的影响，人为因素包括药物，用来测量叶片人为因素对叶片光合速率带来的影响，可以分别对若干个叶片样本实验组进行独立的手实验对照，实现所有影响因素下的光合速率对照实验，获取全果树冠层叶片全面的光合速率状态数据。
步骤S03中，氧气的释放量采用记录数据采用氧气气体分析仪进行测量，测量的起点在施加光合因素的初始点，测量的终点在切断施加光合因素后的2小时内，用来对冠层叶片上残留的光合速率影响因素进行时间补偿，确保光合速率测量的准确。
步骤S03和步骤S04之间，还包括对二氧化碳吸收量的测量，利用二氧化碳气体分析仪对三维模型内吸收二氧化碳的量进行测量，测量的起点在施加光合因素的初始点之前1小时，测量的终点在切断施加光合因素后的1小时内，用来对冠层叶片上残留的光合速率影响因素进行时间补偿，确保光合速率测量的准确。
步骤S04中，将测量到的氧气释放量数据导入对应的三维模型内，观察三维模型的实时恢复情况，并记录恢复到稳定状态下三维模型内时间的长短，判断光合速率的及时性，并获取光合速率的初始记录值。
步骤S04中，在三维模型重新导入氧气数据恢复到稳定状态时，记录恢复后三维模型中叶片样本的表型特征，与初始的表型特征对比分析，判断叶片样本前后是否一致，获取光合速率的后续记录值，并判断果树冠层叶片三维模型光合速率前后的变化情况。
步骤S05中，将收集记录到的光合速率记录值分类排列，并结合平均算法对同一类的光合速率记录值进行汇总后平均计算，获得果树冠层叶片的真正光合速率数据，则该光合速率数据值即为果树冠层叶片的真实光合速率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种计算果树冠层光合速率的方法，其特征在于：包括以下步骤:
S01：获取同一果树上冠层位置的足量叶片样本，并获取叶片样本的叶片表型特征，将获取的表型特征分类记录；
S02：利用计算机三维模拟技术建立若干个果树冠层的三维模型，将叶片样本的表型特征导入模型内，进行实验对照；
S03：逐一分别改变若干个对照组的光合因素，获取不同因素干扰下的对照组模型氧气的释放量数据；
S04：将记录到的氧气的释放量数据重新导入三维模型内，利用仿真技术，将三维模型进行复原；
S05：将所有叶片样本对照组的光合速率参数数据收集，对所有的氧气释放量进行计算，获得果树冠层叶片的光合速率数据；
所述步骤S04中，将测量到的氧气释放量数据导入对应的三维模型内，观察三维模型的实时恢复情况，并记录恢复到稳定状态下三维模型内时间的长短，判断光合速率的及时性，并获取光合速率的初始记录值；
所述步骤S04中，在三维模型重新导入氧气数据恢复到稳定状态时，记录恢复后三维模型中叶片样本的表型特征，与初始的表型特征对比分析，判断叶片样本前后是否一致，获取光合速率的后续记录值。
2.根据权利要求1所述的一种计算果树冠层光合速率的方法，其特征在于，所述步骤S01中，叶片样本的形状、大小、厚度和重量的误差需要控制在5%以内，并确保所有的叶片样本均处于果树的冠层。
3.根据权利要求1所述的一种计算果树冠层光合速率的方法，其特征在于，所述步骤S02中，若干个叶片样本组内任意选取一组为实验原始组，其余均为实验对照组，并将原始组与对照组分别建立独立的三维模型。
4.根据权利要求1所述的一种计算果树冠层光合速率的方法，其特征在于，所述步骤S03中，改变的光合速率的影响因素包括内部因素、外部因素和人为因素，内部因素包括叶片的叶绿素和RUBP羧化酶，外部因素包括光照、温度、水分和地表矿物质，人为因素包括药物，分别对若干个叶片样本实验组进行独立的手实验对照。
5.根据权利要求1所述的一种计算果树冠层光合速率的方法，其特征在于，所述步骤S03中，氧气的释放量采用记录数据采用氧气气体分析仪进行测量，测量的起点在施加光合因素的初始点，测量的终点在切断施加光合因素后的2小时内。
6.根据权利要求1所述的一种计算果树冠层光合速率的方法，其特征在于，所述步骤S03和步骤S04之间，还包括对二氧化碳吸收量的测量，利用二氧化碳气体分析仪对三维模型内吸收二氧化碳的量进行测量，测量的起点在施加光合因素的初始点之前1小时，测量的终点在切断施加光合因素后的1小时内。
7.根据权利要求1所述的一种计算果树冠层光合速率的方法，其特征在于，所述步骤S05中，将收集记录到的光合速率记录值分类排列，并结合平均算法对同一类的光合速率记录值进行汇总后平均计算，获得果树冠层叶片的真正光合速率数据。
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