在植物生理與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，莖干水勢(shì)是量化植物水分狀況的核心標(biāo)尺。選擇測(cè)量方法時(shí)，研究者常面臨一個(gè)決策十字路口：短期速測(cè)還是長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)？離體操作還是原位非破壞？不同的技術(shù)路徑，在精度、效率與應(yīng)用場(chǎng)景上各具千秋，也各有取舍。

Scholander壓力室法

壓力室法最早可以追溯至19世紀(jì)。上世紀(jì)60年代中期，美國(guó)科學(xué)家P.F. Scholander及其團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了壓力室法。1972年，Tyree等人發(fā)展出了通過(guò)壓力室技術(shù)測(cè)定壓力-體積曲線（P-V曲線） 的方法。通過(guò)P-V曲線可以分析植物水分狀況的多種參數(shù)。

目前有很多進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)廠家生產(chǎn)此類設(shè)備，比如PMS、SEC、點(diǎn)將、托普公司等。

原理是壓力平衡法。將植物枝條或葉片夾在樣品室，通過(guò)壓縮氣體（惰性氣體，如氮?dú)猓┘訅?，觀察第一滴組織液滲出時(shí)的壓力。此時(shí)的壓力值即為植物樣組織的水勢(shì)值。

此法優(yōu)勢(shì)是直觀快速，測(cè)量范圍最大可達(dá)100bar；結(jié)果可靠，被視為驗(yàn)證基準(zhǔn)。缺點(diǎn)是需要截取枝葉，無(wú)法連續(xù)獲取數(shù)據(jù)。并且有一定的安全隱患，對(duì)操作者有一定的要求。如果在山區(qū)測(cè)量，運(yùn)輸可能也很方便，設(shè)備還是有一定重量，約12kg。

納米膜微張力計(jì)

這是一種新型的，用于測(cè)量木本作物連續(xù)水勢(shì)的微型水勢(shì)傳感器。產(chǎn)品是由美國(guó)康納爾大學(xué)開(kāi)發(fā)，已有10多年時(shí)間，國(guó)內(nèi)應(yīng)用不多。

傳感器的原理類似壓力室法，不過(guò)采用的是納米多孔硅膜。膜的孔徑是2納米，非常小。微型張力計(jì)可以直接嵌入到樹(shù)木的木質(zhì)部，直接連續(xù)地測(cè)量水勢(shì)值。

此方法的優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)樹(shù)木莖干水勢(shì)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量?？梢杂^測(cè)白天水勢(shì)的小波動(dòng)；作物如何對(duì)灌溉、陰天或溫度變化做出反應(yīng)；夜間水勢(shì)的表現(xiàn)，甚至在冬季植物休眠期間水勢(shì)的變化。

缺點(diǎn)是測(cè)量范圍相對(duì)較窄，適合-35bar水勢(shì)范圍內(nèi)作物。目前在葡萄、杏樹(shù)、蘋果、櫻桃、核桃等果樹(shù)/經(jīng)濟(jì)作物上得到驗(yàn)證。另外屬于單點(diǎn)式布置，需要多組數(shù)量才更具代表性。

PSY1原位莖干水勢(shì)儀

PSY1原位莖干水勢(shì)儀是由澳大利亞ICT公司生產(chǎn)。1984年，圭爾夫大學(xué)（University of Guelph）教授邁克?狄克遜研制了PSY1莖干濕度表，并與壓力室法對(duì)比，效果優(yōu)異。

測(cè)量原理是熱電偶干濕法。PSY1莖干濕度表與莖相連，借助一個(gè)夾子產(chǎn)生適度壓力使其保持固定。一個(gè)熱電偶從樣本腔室中與邊材外露部分相接觸，而第二個(gè)熱電偶留在樣本腔室內(nèi)測(cè)量腔室內(nèi)空氣溫度。然后在一個(gè)珀?duì)柼?/span>冷卻脈沖之后測(cè)量濕球溫差。根據(jù)所有測(cè)量的溫度計(jì)算得到水勢(shì)值。

此方法的優(yōu)勢(shì)是全面，可測(cè)量滲透勢(shì)等多種參數(shù)，測(cè)量范圍廣（最大也是100bar）。缺點(diǎn)是半平衡時(shí)間的設(shè)定、樣品室的密封都需要注意，如果沒(méi)有做好，將無(wú)法得到準(zhǔn)確結(jié)果。此外，主機(jī)（數(shù)據(jù)采集器）需要注意避光安裝，因內(nèi)部有鋰電池，如果太陽(yáng)直曬過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致電池?zé)龤?/span>（有碰到過(guò)這樣的案例）。

建議

• 如果您需要根據(jù)作物的實(shí)時(shí)水分狀況進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉決策，或者想開(kāi)啟科研新方向，那么納米膜微張力計(jì)是更合適的選擇。它能告訴你作物何時(shí)需要澆水，避免水資源浪費(fèi)和作物脅迫，并且是較新的技術(shù)。

• 如果您的研究需要全面了解植物的水分關(guān)系和逆境生理（例如，需要區(qū)分膨壓和滲透勢(shì)），或者需要在極端低水勢(shì)條件下進(jìn)行測(cè)量，PSY1 提供的豐富數(shù)據(jù)將更具價(jià)值。但需要具備相應(yīng)的技術(shù)能力來(lái)操作和維護(hù)。

• 如果預(yù)算有限，或者主要進(jìn)行抽樣調(diào)查，例如只在特定時(shí)間點(diǎn)測(cè)量一片林地或果園的水勢(shì)狀況，水勢(shì)壓力室以其低成本和可靠性依然是一個(gè)實(shí)用的選擇。在教學(xué)場(chǎng)景中，它也能非常直觀地展示水勢(shì)的概念。