溫度測量的方法——如何科學(xué)地給植物量體溫？

*，體溫是檢測動(dòng)物生命狀態(tài)的一項(xiàng)重要生理指標(biāo)。絕大多數(shù)鳥類和哺乳類是恒溫動(dòng)物，有相對(duì)穩(wěn)定的體溫；而諸如魚類、兩棲類、爬行類則屬于變溫動(dòng)物，體溫會(huì)隨環(huán)境溫度的改變而明顯變化。相對(duì)于弱肉強(qiáng)食、廝殺不斷的動(dòng)物界，多數(shù)人對(duì)沉寂無聲的植物們的體溫鮮有了解。植物是變溫還是恒溫呢？如何測量植物的溫度呢？

實(shí)際上，體溫是研究植物的光合作用、蒸騰作用以及生長發(fā)育等各項(xiàng)生命過程的關(guān)鍵參數(shù)。研究表明，一天中，植物的體溫會(huì)隨著外界環(huán)境(外界溫度、陽光輻射、空氣流速、蒸騰等)的變化而不斷發(fā)生改變(圖1)，而且同一時(shí)間點(diǎn)上植物體自身各個(gè)部位的體溫也有差異，例如有觀測數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)西紅柿植株葉片溫度為30.7℃時(shí)，其果實(shí)表面溫度為42.0℃，果實(shí)內(nèi)部2cm處則為45.5℃；當(dāng)葡萄藤的葉片溫度為31.5℃時(shí)，其果實(shí)表面溫度為38.5℃，果實(shí)中心則為44.0℃。如此看來，植物的體溫確實(shí)是復(fù)雜多變的，這是令人深感興趣的現(xiàn)象，而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展更要求科學(xué)界對(duì)這些現(xiàn)象做出深入的研究。

                                     圖1 對(duì)溫室內(nèi)番茄葉片的體溫測量

    那么，究竟怎樣給植物測量體溫呢？在實(shí)踐中，具體的測量手段是比較多的，各有特點(diǎn)，因此學(xué)術(shù)界尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。有研究人員使用紅外測溫儀，通過接收植物體表面(很多情況下是葉片)發(fā)射出的紅外線，在一定的精度范圍內(nèi)經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到植物的體溫?cái)?shù)值。這是一種與植物體非接觸式的測量體溫的方法。更進(jìn)一步的，研究人員運(yùn)用紅外熱像儀，把植物葉片發(fā)出的紅外線信號(hào)轉(zhuǎn)變成圖像，從而可以直觀地看到植物葉片上溫度的分布情況(圖2)。

圖2 環(huán)境條件對(duì)未接種過和接種過黃瓜霜霉菌的黃瓜葉的溫度分布，葉子的平均溫度(Ø)，以及的zui大溫度差(MTD)的影響

    除了上述利用紅外技術(shù)來測量植物體溫外，也可用接觸式的熱電偶測溫儀來測量。其原理在于，植物體溫度被熱電偶傳感器探測到后，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后再顯示為具體溫度數(shù)值。為了更好地測量植物葉片的溫度，有研究人員設(shè)計(jì)了如下傳輸路徑的熱電偶測量裝置，取得了一定效果。

 如上所述，植物體溫重要的生理參數(shù)，越來越受到科學(xué)界的重視，不斷發(fā)展的溫度測量技術(shù)為研究者們提供了堅(jiān)實(shí)的。作為經(jīng)典方法代表的紅外測溫和熱電偶測溫技術(shù)，其本身也在得到革新和發(fā)展，相信在不遠(yuǎn)的將來，還會(huì)有更加新穎的測溫技術(shù)被應(yīng)用于植物體溫測量研究中。