试验6植物光合和呼吸作用气孔导度和蒸腾速率的测定原理一

实验5-6、植物光合和呼吸作用、气孔导度和蒸腾速率的测定原理一：光合测定1、测干重——改良半叶法2、测放O2——氧电极法3、测CO2——红外线CO2分析仪法6CO2+6H2O(CH2O)6+6O21、测干重——改良半叶法：同面积光暗叶片重量差。暗中三氯乙酸TCA图2氧电极装置示意图1、光源2、反应杯3、电极4、超级恒温水浴5、触点式温度计6、泵7、控制器8、记录仪2、测放O2——氧电极法。气相和液相1.氧电极氧电极是由嵌在有机玻璃上的铂和银所构成，以0.5mol/LKCl为电解质，电极头外覆盖一层聚乙烯或聚四氟乙烯薄膜，其厚度在15～25μm之间，用“〇”形套膜环固定，使电极与被测溶液隔离，而溶解在溶液中的氧仍能透过薄膜，进入电极内。较薄的膜易透过氧，因而对氧浓度变化的响应时间短。图3氧电级的构造1.Pt极2.Ag-AgCl极3.填充物(环氧树脂)4.电极柄5.电极头6.薄膜7.套膜环8.KCl溶液3、红外线CO2分析仪法：CO2吸收4260nm红外线封闭式：开放式：分析器叶室单位时间内CO2下降量分析器叶室参比室CO2入口气体出口参比室和叶室CO2差值•原理二：蒸腾速率和气孔导度测定•蒸腾产生水气，使叶室中湿度提高，安装在叶室中的湿度感应器可测出湿度的变化，经主机电脑计算出蒸腾速率，和气孔导度（或阻力）。由于H2O和CO2之间的扩散存在着线性关系，从而根据蒸腾速率、气孔导度和外部CO2(Ca)浓度等，求得内部CO2(Ci)浓度。LI-6400操作指南(ver.5)红兰光源叶室和CO2红外分析器连接光源和控制器的地缆LI-6400控制系统一、仪器安装：1、选择叶室。根据测定对象选择不同叶室进行安装,本实验选用仪器自备的红兰光源（一般测定选择红兰光源或自然光源不透明叶室，荧光测定选择荧光叶室，详见说明书）。2、连接仪器各部件电源连线与控制器正确匹配（管道和线路切不可接错），多孔插线和分析器对准（红点）插入；硬塑料管带黑圈套的端与分析器相接并使另一端与控制器“sample”相接。接上带“buffer”的进气管，接上电源（切记，除“Sleep”状态外，在电源开情况下，不可接或卸管道和线路，否则会烧毁仪器）。LI-6400控制系统接线侧LI-6400控制系统干燥管和碱石灰管侧LI-6400控制系统侧电缆连接LI-6400控制系统侧气管连接LI-6400分析器电缆连接LI-6400分析器气管连接LI-6400分析器分析电缆连接二、开机与校正：3、插上电池，打开电源开关后。（仪器自动进行状态检测，并进入Dir:/user/configs/Userprefs菜单）。在该菜单下，选择一与叶室、光源相匹配的内容（如“redbluesource”表示用红兰光源不透明底叶室）enter，仪器显示：Isthechamber/IRGAconnected?4、已连接，按“Y”，CO2分析仪有“噗……”声，仪器进入开机状态。没有连接，按“NO”。关机或在“Sleep”状态下再连接。5、校正。把碱石灰管和干燥剂管旋至“Scrub”,按F3（Calibration），关闭叶室，选择‘IRGAzero’,按enter,“Y”。校正到|CO2|μmol,|H2O|0.1mmol,(约20分)，（CO2,每天应较正，H2O可以1周一次）。按F5(Quit)和escape返回测定界面。三、测定及设置：6、按F4（NewMSMNTS）,按2，按F2（FLOW）设置100-500能合适控制叶室内相对湿度的值，enter，按F5（Lampoff）选Quantumfluxenterenter,根据植物类型选择饱和光强（500-1500），enter,按1。7、碱石灰管到“bypass”，夹好叶片，关紧叶室，干燥剂管旋至控制到所要的RH（如50%），立即按F5（Match），待仪器完成计算后，按F1（exit）。8、按F1“OpenLogfile”，命名如“Zhan”及做好标记enter。9、调节叶面积，按3，按F1（Area）,输入面积。按1返回。10、采样。ΔCO2稳定时，按采样键（F1或测定器黑钮）3-5次。即为同一叶片3-5次测定值。四、数据存取：11、保存。采样完后按escape返回到主菜单，按Closefile,按F5，end进入SLEEP。（同一班只需一个file，不同的组可以用addmark区分。12、数据取出。与电脑连接，解除SLEEP，上下选择到Fileexchangemode,打开电脑winPXfor6400,在LI-6400/User下把自己要的测定文件拖入专设目录。在EXCEL下选择所有文件在文本导向下，选择“，”打开。五、光强（ＣＯ２）光合作用曲线测定（自动）在上述测量菜单下按５，按F1（AUTOPROG）,找Lightcurve(CO2curve),名命及做标记enter,根据提示设置相应参数enter….Y,开始自动测量。按四法提取数据。六、本次实验测定内容：1、每组测一叶（3-5次）光合速率,气孔导度和蒸腾速率。计算水分利用效率。2、每大组测一条(植物：仙客来？)光-合曲线。3、分析本次实验结果：（1）本次实验测定光合的光强是否符合该植物光合要求？（2）作出光-光合响应曲线图，确定呼吸率,确定光补偿点、饱和点，计算量子效率。（3）分析光对蒸腾速率和气孔导度的影响。水分利用效率=（μmol/mmol)光合速率蒸腾速率从取出的数据可以获得下列值。Ftime——持续时间(s)Photo——光合速率（μmol.m-2s-1）Cond——气孔导度（molH2Om-2s-1）Ci——胞间CO2浓度（μl.L-1）Trmmol——蒸腾速率（mmol.m-2s-1）VpdL——水气压差（mg/L）Area——叶面积（cm2）StmRat——气孔比率BLCond——界面层导度Tair——气温（℃）Tleaf——叶温（℃）TBlk——参比室（℃）CO2R——参比室CO2（μl.L-1）CO2S——叶室CO2（μl.L-1）H2OR——参比室水含量H2OS——叶室水含量RH_R——参比室相对湿度（%）RH_S——叶室相对湿度（%）Flow——流量（ml/s）PARi——叶室内光强（μmol.m-2s-1）PARo——叶室外光强（μmol.m-2s-1）Press——大气压（Mpa）CsMch——CO2S匹配HsMch——H2OS匹配•表1、光合、呼吸和蒸腾速率、气孔导度及水分利用效率•Table1Theratesofphotosynthesis(Pn),respiration(R)andtranspiration(Tr)，stomatalconductance(SC)，andwaterutilizationefficiency(WUE)•GroupPn(μmol.m-2s-1)R(μmol.m-2s-1)Tr(mmol.m-2s-1)SC(molH2Om-2s-1)WUE•16.28•24.41•38.34•Average6.34±1.98-505101520253005001000150020002500123Tea01-2-20246810120500100015002000250078910Biotec01-2-202468101205001000150020002500567AgroS01-2-1012345670500100015002000250012Hotcul01-1PPFD(μmol.m-2s-1)Photosyntheticrate(μmol.m-2s-1)Fig1.ResponsecurvesofphotosynthesistoPPFD