群體光合的研究及其注意事項(xiàng)

　　引子：

　　光合作用是地球上重要的生命現(xiàn)象，它是能把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能并貯藏在有機(jī)物中的過(guò)程，是維持地球上物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是農(nóng)作物產(chǎn)量形成的決定性因素。因此，提高光合作用對(duì)于提高作物產(chǎn)量具有十分重要的意義。在植物生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、作物栽培學(xué)、育種學(xué)等研究工作中，經(jīng)常需要測(cè)定光合速率，研究者們總想創(chuàng)造出一種快速、準(zhǔn)確而又簡(jiǎn)便的光合速率測(cè)定方法，以滿(mǎn)足研究工作的要求。

　　對(duì)于單個(gè)葉片的光合速率我們可以應(yīng)用光合儀、氧電極等儀器很好的進(jìn)行測(cè)定。技術(shù)成熟且測(cè)定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。然而，在農(nóng)作物栽培上，單葉的光合速率不一定與群體的光合速率成正比，作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量取決光合性能的五個(gè)方面：光合速率、光合面積、光合時(shí)間、光合產(chǎn)物的分配和消耗。隨著近年來(lái)單葉光合速率的測(cè)定的普及，群體光合，尤其是作物的群體光合測(cè)定越來(lái)越收到人們的重視。然而，群體光合的測(cè)定還存在一定的問(wèn)題。

　　群體光合速率的測(cè)定：

　　1用光合儀測(cè)定群體光合速率

　　目前方便的就是應(yīng)用光合儀廠家配有的群體光合同化室測(cè)定，比如美國(guó)(原英國(guó))PP Systems公司的CIRAS-2光合儀可以配備CPY-2型(適合草坪等較矮小的植被)，CPY-3型(適合較大型的植被)等

　　應(yīng)用群體同化室，將群體同化室扣到要測(cè)定的植被上，用光合儀直接讀數(shù)。

　　用光合儀群體同化室測(cè)定群體光合的優(yōu)點(diǎn)是：技術(shù)成熟，測(cè)定快速，操作相對(duì)簡(jiǎn)單。

　　缺點(diǎn)是：價(jià)格相對(duì)較高，群體和群體之間的體積相差較大難以計(jì)算。

　　2自制的群體同化室測(cè)定群體光合速率

　　光合儀生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的光合儀在測(cè)定單一葉片的時(shí)候，由于葉室配備幾個(gè)規(guī)格不同的視窗就可以適用于大部分葉片。比如對(duì)于小麥、水稻、玉米、果樹(shù)、大豆等作物可以用同一個(gè)葉室測(cè)定單葉的光合速率，但由于這些植物的群體結(jié)構(gòu)相差很大，顯然就不能用同樣的群體同化室測(cè)定小麥和玉米，果樹(shù)就更不能測(cè)定。因此，無(wú)論廠商怎么設(shè)計(jì)群體同化室在應(yīng)用上都會(huì)受到這樣那樣的限制。所以更多的用戶(hù)選擇自己制作群體同化室，這樣相對(duì)受約束就比較小，還可以根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)具體制作。

　　自制的群體同化室的優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)便宜(購(gòu)買(mǎi)的群體同化室往往帶有光量子探頭等，每一個(gè)在造價(jià)都在5000美金以上)、可以根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)自己制造(根據(jù)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的面積、材料高度、形狀)。

　　缺點(diǎn)是：1)自制式群體同化室往往只能采取密閉式供氣系統(tǒng)，測(cè)定必須在3分鐘左右完成，否則CO2濃度下降廣大實(shí)際就在抑制光合作用。

　　2)光合作用的蒸騰過(guò)程釋放出大量的水汽(尤其是水稻，小麥等生長(zhǎng)旺盛的作物等)，很快使得軀體同化室有一層霧氣，影響透光率。

　　3)自制的群體同化室要裝有風(fēng)扇，混合里邊的氣體，不能進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的檢測(cè)。

　　自制群體同化室使用注意事項(xiàng)：

　　1)使用自制是群體同化室測(cè)定時(shí)，一定要有風(fēng)扇混勻群體同化室的氣體

　　2)使用自制群體同化室測(cè)定時(shí)，測(cè)定速度要快，在2-3分鐘內(nèi)結(jié)束實(shí)驗(yàn)(CO2在不斷降低，同時(shí)霧氣越來(lái)越多影響透光，使得光合受到抑制)

　　3)自制群體同化室應(yīng)用的是密閉式氣路，這也要求測(cè)定要快。

　　4)自制群體同化室選擇的薄膜透光性要好，而且要有不容易損壞。

　　5)使用的過(guò)程中要嚴(yán)謹(jǐn)同化室漏氣。

　　6)使用時(shí)請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的老師進(jìn)行指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)前要預(yù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要多人協(xié)助。

　　群體同化室的制作

　　1)根據(jù)自己試驗(yàn)的需要制作，一般為長(zhǎng)方體形，比如0.5*1m的小麥同化室，高1m。首先做好架子，以鐵質(zhì)等金屬材料制作，下方要焊有有堅(jiān)硬的鐵片，以便能插到地里，起密封的作用。

　　2)購(gòu)買(mǎi)質(zhì)地好且透光性好的塑料薄膜，且是不易產(chǎn)生霧氣的。用塑料薄膜很好的將鐵架子密封，只留下與地面接觸的面部密封，要保證扣到地上的時(shí)候不能有漏氣的地方。

　　3)從膜上引出兩個(gè)管子，便于連接光合儀。

　　4)購(gòu)買(mǎi)兩個(gè)較大的與電腦CPU風(fēng)扇相似的風(fēng)扇，和合適電壓的蓄電池，在測(cè)定之前先將電池和風(fēng)扇接通，放到要測(cè)定群體的材料中，然后將做好的架子扣到要測(cè)定的材料上，并將管子接到儀器上，一段時(shí)間(1-2分鐘)內(nèi)，記錄CO2變化的量，來(lái)計(jì)算群體光合。

　　5)群體光合的測(cè)定需要多個(gè)人協(xié)同操作完成。