在植物生理與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，莖干水勢是量化植物水分狀況的核心標(biāo)尺。選擇測量方法時，研究者常面臨一個決策十字路口：短期速測還是長期監(jiān)測？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，美國科學(xué)家P.F. Scholander及其團(tuán)隊設(shè)計出了壓力室法。1972年，Tyree等人發(fā)展出了通過壓力室技術(shù)測定壓力-體積曲線（P-V曲線） 的方法。通過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，通過壓縮氣體（惰性氣體，如氮?dú)猓┘訅海^察第一滴組織液滲出時的壓力。此時的壓力值即為植物樣組織的水勢值。

此法優(yōu)勢是直觀快速，測量范圍最大可達(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，無法連續(xù)獲取數(shù)據(jù)。并且有一定的安全隱患，對操作者有一定的要求。如果在山區(qū)測量，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

這是一種新型的，用于測量木本作物連續(xù)水勢的微型水勢傳感器。產(chǎn)品是由美國康納爾大學(xué)開發(fā)，已有10多年時間，國內(nèi)應(yīng)用不多。

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

此方法的優(yōu)點(diǎn)是可以對樹木莖干水勢進(jìn)行連續(xù)測量。可以觀測白天水勢的小波動；作物如何對灌溉、陰天或溫度變化做出反應(yīng)；夜間水勢的表現(xiàn)，甚至在冬季植物休眠期間水勢的變化。

缺點(diǎn)是測量范圍相對較窄，適合-35bar水勢范圍內(nèi)作物。目前在葡萄、杏樹、蘋果、櫻桃、核桃等果樹/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原位莖干水勢儀

PSY1原位莖干水勢儀是由澳大利亞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，并與壓力室法對比，效果優(yōu)異。

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

此方法的優(yōu)勢是全面，可測量滲透勢等多種參數(shù)，測量范圍廣（最大也是100bar）。缺點(diǎn)是半平衡時間的設(shè)定、樣品室的密封都需要注意，如果沒有做好，將無法得到準(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，如果太陽直曬過熱會導(dǎo)致電池?zé)龤?/span>（有碰到過這樣的案例）。

建議

• 如果您需要根據(jù)作物的實(shí)時水分狀況進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉決策，或者想開啟科研新方向，那么納米膜微張力計是更合適的選擇。它能告訴你作物何時需要澆水，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），或者需要在極端低水勢條件下進(jìn)行測量，PSY1 提供的豐富數(shù)據(jù)將更具價值。但需要具備相應(yīng)的技術(shù)能力來操作和維護(hù)。

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