【摘 要】
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番茄是我国最重要的农产品之一,其生长发育直接影响番茄产量。目前,对番茄植株生长状况的研究主要围绕其环境因素进行监测,从生物学角度解释了植株的生长发育规律,但是在植株电物理特性方面的研究较少。介电特性是生物体内束缚电荷对外电场的响应特性,其阻抗特性是影响植物介电特性最重要的因素,通过研究植株的阻抗特性可以更好的对植株的生长发育情况进行监控和控制。本文基于电阻抗成像以及生物组织介电常数分析的理论,对植
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（No. 31772651）;高压脉冲电场协同效应失活封闭畜禽舍空气中病原体机制研究； 中央引导地方科技发展资金项目;复合电场协同效应对畜禽用抗生素与致病菌耦合机制影响研究； 山西省留学回国人员科技活动择优资助项目;高压脉冲电场协同效应失活封闭畜禽舍空气中病原体机制研究；
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番茄是我国最重要的农产品之一,其生长发育直接影响番茄产量。目前,对番茄植株生长状况的研究主要围绕其环境因素进行监测,从生物学角度解释了植株的生长发育规律,但是在植株电物理特性方面的研究较少。介电特性是生物体内束缚电荷对外电场的响应特性,其阻抗特性是影响植物介电特性最重要的因素,通过研究植株的阻抗特性可以更好的对植株的生长发育情况进行监控和控制。本文基于电阻抗成像以及生物组织介电常数分析的理论,对植株各组织介电特性进行研究,构建了植物阻抗特性模型,为进一步研究植物组织电生理机制并为植物电阻抗模型的重构提供了数据和研究方法,从而有利于更好地探索电场环境对植物生长发育的影响。本文将电化学阻抗技术（EIS）与植株模型构建相结合,利用控制电压模式对番茄植株各时期各部位进行阻抗谱测量分析,获得阻抗模型,所得到的阻抗模型对于建立番茄植株生长状况监测、诊断和成像的研究,有着重要的参考价值。主要工作内容如下:1.在0.1Hz-1MHz频率范围内,针对发芽期、幼苗期、开花坐果期、结果期四个周期分别选取生长状况良好的50株番茄植株,对植株不同部位的根、茎枝、叶进行阻抗谱测量。2.通过Zsimpwin软件进行阻抗谱拟合,得出符合番茄植株各组织的等效阻抗模型,得出番茄植株根部的等效电路模型为R（Q（R（QR）））,茎枝部位的等效电路模型为R（QR（QR））,叶片部位的等效电路模型为R（QR（QR）（CR））,利用参数反演方法得出等效电路模型中的各元件值。3.测量番茄叶片面积、厚度、体积,运用SPSS软件对叶片面积、厚度以及体积与阻抗进行了相关性分析。结果表明,番茄植株阻抗与面积之间的相关性最高,在不同频率下,相关系数均大于0.5。4.通过二端口网络理论分析各组织之间的连接方式,最终得出各时期番茄植株体的等效阻抗模型,试验结果表明:发芽期和幼苗期的番茄植株等效阻抗模型为R（QR（CR）（CR））,开花坐果期以及结果期的等效阻抗模型为R（Q（R（CR）））。5.通过对番茄植株体各时期的模型进行充放电实验,根据电容特性得出相应的参数值关系,与模型中参数反演出的元件值对比验证,其误差均小于10%,通过验证,该模型具有合理性。
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