随着水资源短缺问题的日趋严重,节水灌溉技术得到快速发展。充分理解植物的水分平衡过程,并对植物水分生理调节过程进行有效观测,对于选取合理的灌溉指标、制订科学的灌溉策略具有重要意义。植物水分生理调节过程可以从“地上”和“地下”两方面进行观测。“地上部分”的水分调节过程通过植物体内的水分变化体现,而根压动态则可以反映植物“地下部分”的水分调节。目前的植物体水分和根压测量方法普遍对植物体伤害较大,尤其不适合用于小植物。植物的茎直径和茎流速率变化易受环境气象因素影响,单一参数只能反映植物体局部的水分信息,通过植物茎直径和茎流的复合测量研究植物的水分动态更有意义,二者均可实现无损在线测量。鉴于此,本文尝试基于计算植物学方法,以茎直径和茎流速率作为数学模型输入,检测植物体水分变化(地上部分)和根压动态(地下部分),进而实现无损观测植物水分生理调节的完整过程,主要研究内容与结论如下：1)观测了温室作物样本茎直径和茎流速率的变化规律。茎直径与茎流速率呈周期性日变化规律。茎直径每天凌晨出现最大值,之后先减小后增大,中午达到最小值；而茎流速率呈现相反的变化趋势。二者受环境气象因素影响明显,其中饱和水汽压差对茎直径变化影响较大,而光合有效辐射对茎流速率影响较大。2)提出了一种基于茎流传感器的植物体水分生理调节观测方法。通过构建数学模型,利用商用包裹式茎流传感器和高精度电子秤,完成了对植物“地上部分”——植物体内水分生理调节过程的无损观测。植物体内水分与茎直径的一致性变化趋势,进一步证明了该方法的科学性和有效性。虽然只对盆栽向日葵样本和番茄样本进行了试验,但该方法同样可以推广应用到其它草本植物上。3)在充分研究Steppe水分流动和存储模型的基础上,提出了一种基于茎流速率和茎直径的植物根压生理调节无损观测方法。创新利用Steppe水分流动和存储数学模型的算法换序,不仅完成了对Steppe水分流动和存储模型的评估,而且也解决了植物根压无损连续测量的难题,实现了对植物“地下部分”——根压生理调节过程的无损观测。4)基于茎直径和茎流复合测量,无损观测草本植物白天植物体放水,夜间根压补水的完整植物水分生理调节过程。