智能水势测定仪

　　植物水势是植物生理研究中重要的参数，植物水势的大小对植物生长发育、各种代谢过程和生化反应以及植物的抗逆能力具有重要作用，因而对植物水势的定量测量十分重要。植物水势测量方法有多种，如小液流法、压力室法以及热电偶湿度计法等。相对而言，本文介绍的热电偶湿度计智能型水势测定仪，能够比较准确的测量植物组织、体液、土壤等样品的水势值，并具有数据存贮、处理、打印等功能，供试样品少，可重复性高，而且可以进行多路同时自动测量。

　　一、智能水势测定仪的结构组成

　　智能水势测定仪的结构组成如图1.

　　图中热电偶湿度计利用高灵敏度镍铬康铜热电偶，将待测样品和标准溶液的水势差变换成温差电压，通过低噪放大器将其放大，经多路开关送数字电压表显示，同时送多路A/D卡，在微机控制下实现自动测量。

　　二、水势测量原理

　　水势是溶液或其他任何含水物质中水能够用于作功或发生反应的化学势，反映了水分移动的能力。水分移动总是从水势高的地方向水势低的地方移动。水分移动水势发生变化，物质内部的能量发生变化，在物理现象上表现为物体的温度发生变化。物体温度的变化量与物体内部能量的变化成正比，进而与水分移动的水势变化成正比。将已知水势值的标准溶液(如蔗糖溶液)，滴在热电偶湿度计的环形测温点上，放入装有植物组织样品的密封容器内，如图2所示。液滴水分扩散并与样品进行水分交换，过一段时间容器内空气的水分达到平衡，样品和溶液仅通过空气进行水分交换。若植物样品水势高于标准溶液水势，样品的水分流向标准溶液液滴，冷凝在热电偶测温环上，热电偶测温环吸收水分，温度升高;相反，若样品水势低于溶液水势，液滴失去水分，测温环温度下降。热电偶测温环上的温度变化，经热电偶转换成温差电压，放大后送数字电压表和微机测量。根据以上分析，热电偶测温环上的温度变化与样品和溶液的水势差成正比，用公式(1)表示:

　　取水势高于样品水势的标准溶液(水势值为)实验，当容器内空气水分交换达到平衡后，温差电压稳定在内变化不超过 )。取水势低于样品水势的另一种溶液(水势值为)实验，温差电压稳定在Vz。根据公式(1)利用作图法或计算法即可求得样品的水势值。为了减少测量误差，对同一样品可以采用水势值在样品水势值附近的多种标准溶液实验，测量结果标准溶液水势值与温差电压V应满足线性关系。利用作图法直线过零点(V=0)的水势值即为样品的水势值。利用最小均方差法可以求得样品的水势值: