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群体光合的研究及其注意事项

2020.7.20

引   子

光合作用是地球上最重要的生命现象,它是唯一能把太阳能转化为稳定的化学能贮藏在有机物中的过程,是维持地球上物质循环的关键环节,也是农作物产量形成的决定性因素。因此,提高光合作用对于提高作物产量具有十分重要的意义。在植物生理学、生态学、作物栽培学、育种学等研究工作中,经常需要测定光合速率,研究者们总想创造出一种快速、准确而又简便的光合速率测定方法,以满足研究工作的要求。

对于单个叶片的光合速率我们可以应用光合仪、氧电极等仪器很好的进行测定。技术成熟且测定数据准确。

然而,在农作物栽培上,单叶的光合速率不一定与群体的光合速率成正比,作物的经济产量取决光合性能的五个方面:光合速率、光合面积、光合时间、光合产物的分配和消耗。随着今年来单叶光合速率的测定的普及,群体光合,尤其是作物的群体光合测定越来越收到人们的重视。然而,群体光合的测定还存在一定的问题。

 

群体光合速率的测定:

1 用光合仪测定群体光合速率

目前最方便的就是应用光合仪厂家佩带的群体光合同化室测定,比如美国(原英国)PP Systems公司的CIRAS-2光合仪可以配备CPY-2型(适合草坪等较矮小的植被),CPY-3型(适合较大型的植被),其他公司也有相关的同化室,不过质量不如PP Systems公司的好。

应用群体同化室,将群体同化室扣到要测定的制备上,用光合仪直接读数。

用光合仪群体同化室测定群体光合的优点是:技术成熟,测定快速,操作相对简单。

缺点是:价格相对较高,群体和群体之间的体积相差较大难以计算。

 

2 自制的群体同化室测定群体光合速率

光合仪生产厂家生产的光合仪在测定单一叶片的时候,由于叶室配备几个规格不同的视窗就可以适用于大部分叶片。比如对于小麦、水稻、玉米、果树、大豆等作物可以用同一个叶室测定单叶的光合速率,但由于这些植物的群体结构相差很大,显然就不能用同样的群体同化室测定小麦和玉米,果树就更不能测定。因此,无论厂商怎么设计群体同化室在应用的时候就会受到这样那样的限制。所以更多的用户选择自己制作群体同化室,这样相对受约束就比较小,还可以根据自己的实验具体制作。

自制的群体同化室的优点:造价便宜(购买的群体同化室往往带有光量子探头等,每一个在造价都在5000美金以上)、可以根据自己的实验特点自己制造(根据实验场地的面积、材料高度、形状)。

缺点是:

1 自制式群体同化室往往只能采取密闭式供气系统,测定必须在3分钟左右完成,否则CO2浓度下降广大实际就在抑制光合作用。

2 光合作用的蒸腾过程释放出大量的水汽(尤其是水稻,小麦等生长旺盛的作物等),很快使得躯体同化室有一层雾气,影响同光率。

3 自制的群体同化室要装有风扇,混合里边的气体,不能进行较长时间的检测。

 

自制群体同化室使用注意事项:

1 使用自制是群体同化室测定时,一定要有风扇混匀群体同化室的气体

2使用自制是群体同化室测定时,测定速度要快,以便在2-3分钟内结束实验(CO2在不断降低,同时雾气越来越多影响透光,使得光合受到抑制)

3 自制群体同化室应用的是密闭式气路,这也要求测定要快。

4 自制群体同化室选择的薄膜透光性要好,而且要有不容易损坏。

5 使用的过程中要严谨同化室漏气。

6 使用时最好请有经验的老师进行指导,实验前要预实验,实验过程中要多人协助。

 

群体同化室的制作

1 根据自己试验的需要制作,一般为长方体形,比如0.5*1m的小麦同化室,高1m。首先做好架子,以铁质等金属材料制作,最下方要焊有有坚硬的铁片,以便能插到地里,起密封的作用。

2 购买质地好且透光性好的塑料薄膜,且最好是不易产生雾气的。用塑料薄膜很好的将铁架子密封,值留下与地面接触的面部密封,要保证扣到地上的时候不能有漏气的地方。

3 从膜上引出两个管子,便于连接光合仪。

4 购买两个较大的与电脑CPU风扇相似的风扇,和合适电压的蓄电池,在测定之前先将电池和风扇接通,放到要测定群体的材料中,然后将做好的架子扣到要测定的材料上,并将管子接到仪器上,一段时间(1-2分钟)内,记录CO2变化的量,来计算群体光合。

5 群体光合的测定需要多个人协同操作完成。


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