现代农业生产发展中,植物生理研究不断深入,各种类型的相关传感器应用越来越广泛。我国需水量大,但水资源存在时空分配不均的问题。农业用水的利用率有待提高,因此发展农业节水灌溉才能顺应可持续发展的大趋势。传统的灌溉是根据土壤干湿程度、天气情况或作物品种等间接指标进行判断。植物生理及相应传感器的不断发展,植物生理指标作为灌溉指标的节水灌溉技术也迅速发展起来,为温室环境调控和合理灌溉提供重要参考。茎流是植物在蒸腾作用下茎秆中通过植物组织向冠层运送的液体。蒸腾作用消耗的水分占根部吸收水分的99%以上,本课题针对植物蒸腾耗水量测量需求,在总结前人植物茎流测量方法的基础上,设计了基于热平衡法的茎流计和能够实时采集影响茎流的环境数据的监测系统,为分析植物茎流提供了有效、可靠的研究样本,具有较强的实用性,课题主要研究成果如下:（1）基于热平衡原理设计了面向小直径植物的包裹式茎流传感器,热脉冲监测使用TMP117代替了传统的热电偶,在不破坏植物组织的情况下对植物茎流采集。数据存储管理使用FATFS文件管理系统,并对茎流计进行低功耗设计。增加了滤波设计和温度偏移计算以提高测量准确度。（2）SGEX包裹式茎流计测量日累计茎流量作对照,对新设计茎流计进行准确性评估,平均绝对误差47.25g,平均相对误差11.72%,均方根误差56.88。对茎流计准确性和一致性进行评估,平均标准差23.61g,平均变异系数为5.67%。传感器读数较稳定,可重复性能良好。从能量变化、相应部位温差和受热增加温度三个方面进行异常分析并给出解决方法。（3）设计温室环境监测系统用于温室环境测量,对不同天气状况下茎流速率与室内光合有效辐射、温度、相对湿度和CO2浓度的变化规律和相关性进行了分析。茎流速率总体呈单峰状,高峰阶段波动变化,晴天波动幅度与次数明显大于阴天。温室环境与茎流速率相关度依次是:光合有效辐射＞相对湿度＞温度＞CO2浓度,其中光合有效辐射和温度与茎流速率呈正相关,相对湿度和CO2浓度与茎流速率呈负相关。番茄茎流与环境因子呈现“迟滞回环”现象,其中光合有效辐射、CO2浓度和相对湿度呈逆时针,温度呈顺时针,使用高斯方程拟合其日变化过程。（4）运用MATLAB构建茎流与环境因子模型,对环境采集系统和茎流计采集的试验数据进行预处理,选用了BP神经网络算法为基础算法,接着对数据集进行拟合分析。全局R值为0.933,相关系数都在90%以上,说明搭建的神经网络模型对番茄茎流与相应环境因子分析具有较好的拟合效果拟合模型的绝对误差均在0.36以内,茎流速率作为输出参数具有较好的训练性。