利用偏振成像检测植物叶片含水量早期变化

摘要

为了实现含水量早期变化的精准识别并进行迅速干预,减少植物缺水带来的损失,该研究基于双波片旋转法搭建了一套偏振光成像系统,通过对冬青叶片Mueller矩阵图像及退偏指数图像的分析与试验。实现了对冬青叶片含水量的早期检测。结果表明:首先,退偏指数图像可以清晰地反映冬青叶片含水量的变化,经分析发现随着冬青叶片含水量的逐渐降低,叶肉组织上的退偏指数在不断增大;其次,进一步建立了冬青叶片的含水量预测模型,得到退偏指数与含水量的拟合曲线,拟合曲线的决定系数值为0.95。随后,选用不同部位的冬青叶片对预测模型进行验证,含水量预测值与实际值间的最大相对误差为4.90%,即只需对叶片退偏指数进行探测即可获取到该叶片当前的含水量状态。该研究为植物含水量变化的早期识别提供了新方向,同时也为植物盐、酸和肥胁迫等生理状态的快速无损检测提供了理论基础。