本文以蚕豆种子为研究对象,采用微观成像技术与图像处理技术,研究了低温真空环境下农作物种子的脱水动力学,并量化分析了水分迁移过程中样品微观结构的变化,包括细胞几何参数（直径、面积、周长）与形状参数（圆度、伸长率、紧密度）的变化、孔道网络结构（细胞壁与细胞间隙）的变化以及该过程所伴随的细胞破裂趋势,从传热传质以及生物力学结构的角度探讨了引起微观层面结构变形与损伤的内在细胞机制;此外,本文采用两变量相关性分析方法分析了上述各微观结构参数与样品宏观特性（含水量、收缩率）之间的相关程度。以上研究使得对蚕豆种子低温真空脱水过程中的微观结构变化有更加全面的了解,对后续建立更加精确的微观运输模型,进而分析细胞层面的传热传质现象及细胞变形损伤机制以弥补此方面理论研究的空缺具有重要意义。主要研究结论如下:（1）蚕豆种子材料细胞尺寸与形状参数的分布随脱水时间的变化显著。细胞尺寸（体积）变化受水分含量的影响,而细胞形状除了水分含量同时还受脱水温度的影响。0°C与0°C时的工况相比,8°C时脱水期间细胞体积与形状分布的整体变化较为均匀,接近正态分布（偏度=0,峰度=0）。尽管存在细胞破裂,但更高的温度仍导致更多的细胞收缩的更加明显。脱水过程中,相对较小的细胞更不容易发生收缩与变形,能够承受一定的脱水强度,而在相同脱水条件下大细胞受到的影响比小细胞要大。（2）脱水过程中D/D₀与含水量、收缩率具有很好的相关性,对应的相关系数超过了0.96,可以作为通用微观结构变化指标与所选的宏观物理特性变化（水分含量、收缩率）联系起来。与D/D₀不同的是,当涉及到圆度R/R₀变化时大多数相关系数不超过0.9,相关性不显著。（3）低温真空脱水过程中随着样品含水量的降低,除细胞形变外,蚕豆种子孔道网络结构也发生了明显的变化,经历了相应的收缩与变形。尽管孔隙率随着脱水时间的增加而增加且温度较高时孔隙率增加的更为明显;但当含水量相同时,温度对孔隙率的影响并不明显;脱水开始时孔隙率呈下降趋势,水分含量小于0.8之后,孔隙率随含水量的减少而稳定增加。若以完整蚕豆种子为样品,孔隙率随水分含量的变化亦有相似的趋势。（4）ΔFD/FD₀随含水量的降低而增加,几乎呈线性,这意味着随着脱水过程的进行,不仅含水量逐渐减少,细胞间孔道网络也发生了明显的变化。脱水温度较高时,细胞破裂的趋势更加明显,细胞的破裂使得样品微观结构变得更加的无序与不规则,而这一复杂的微观结构变化主要体现在孔道网络结构的改变,孔隙分形维数恰可以直观反映这一点,因此其变化也就越明显。