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温度测量的方法——如何科学地给植物量体温？

2018-01-02 09:32:54 来源：

众所周知，体温是检测动物生命状态的一项重要生理指标。绝大多数鸟类和哺乳类是恒温动物，有相对稳定的体温；而诸如鱼类、两栖类、爬行类则属于变温动物，体温会随环境温度的改变而明显变化。相对于弱肉强食、厮杀不断的动物界，多数人对沉寂无声的植物们的体温鲜有了解。植物是变温还是恒温呢？如何测量植物的温度呢？实际上，体温是研究植物的光合作用、蒸腾作用以及生长发育等各项生命过程的关键参数。研究表明，一天中，植物的体温会随着外界环境(外界温度、阳光辐射、空气流速、蒸腾等)的变化而不断发生改变(图1)，而且同一时间点上植物体自身各个部位的体温也有差异，例如有观测数据显示，当西红柿植株叶片温度为30.7℃时，其果实表面温度为42.0℃，果实内部2cm处则为45.5℃；当葡萄藤的叶片温度为31.5℃时，其果实表面温度为38.5℃，果实中心则为44.0℃。如此看来，植物的体温确实是复杂多变的，这是令人深感兴趣的现象，而现代精确农业的发展更要求科学界对这些现象做出深入的研究。

图1 对温室内番茄叶片的体温测量
那么，究竟怎样给植物测量体温呢？在实践中，具体的测量手段是比较多的，各有特点，因此学术界尚未有统一的标准。有研究人员使用红外测温仪，通过接收植物体表面(很多情况下是叶片)发射出的红外线，在一定的精度范围内经数据处理得到植物的体温数值。这是一种与植物体非接触式的测量体温的方法。更进一步的，研究人员运用红外热像仪，把植物叶片发出的红外线信号转变成图像，从而可以直观地看到植物叶片上温度的分布情况(图2)。
图2
环境条件对未接种过和接种过黄瓜霜霉菌的黄瓜叶的温度分布，叶子的平均温度(Ø)，以及的*大温度差(MTD)的影响。
除了上述利用红外技术来测量植物体温外，也可用接触式的热电偶测温仪来测量。其原理在于，植物体温度被热电偶传感器探测到后，转变为电信号后再显示为具体温度数值。为了更好地测量植物叶片的温度，有研究人员设计了如下传输路径的热电偶测量装置，取得了一定效果。

如上所述，植物体温重要的生理参数，越来越受到科学界的重视，不断发展的温度测量技术为研究者们提供了坚实的技术支持。作为经典方法代表的红外测温和热电偶测温技术，其本身也在得到革新和发展，相信在不远的将来，还会有更加新颖的测温技术被应用于植物体温测量研究中。

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