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改良半叶法测定叶片光合速率

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【原理】

植物进行光合作用形成有机物,而有机物的积累可使叶片单位面积的干物重增加,但是,叶片在光下积累光合产物的同时,还会通过输导组织将同化物运出,从而使测得的干重积累值偏低。为了消除这一偏差,必须将待测叶片的一半遮黑,测量相同时间内叶片被遮黑的一侧单位面积干重的减少值,作为同化物输出量(和呼吸消耗量)的估测值。这就是经典的“半叶法”测定光合速率的基本原理。测定时须选择对称性良好、厚薄均匀一致的两组叶片,一组叶片用于测量干重的初始值,另一组(半叶遮黑的)叶片用于测定干重的终了值,不但手续烦琐,而且误差较大。“改良半叶法”采用烫伤、环割或化学试剂处理等方法来损伤叶柄韧皮部活细胞,以防止光合产物从叶中输出(这些处理几乎不影响木质部中水和无机盐分向叶片的输送),仅用一组叶片,且无须将一半叶片遮黑,既简化了手续,又提高了测定的准确性。

【仪器与用具】

分析天平(感量0.1mg)1台;烘箱1台;称量皿(或铝盒)2个(或者20个);剪刀1把;刀片;金属或有机玻璃模板1块;打孔器1支;纱布2块;热水瓶或其他可携带的加热设备;附有纱布的夹子2个;毛笔2支;有盖搪瓷盘1个;纸牌20个;铅笔1支等。

【试剂】

石蜡;

5%~10%三氯乙酸。

【方法】

1、选择测定叶片

实验可在晴天上午7~8点钟开始。预先在田间选定有代表性的叶片(如叶片在植株上的部位、年龄、受光条件等应尽量一致)10张,挂牌编号。

2、叶片基部处理

根据材料的形态解剖特点可任选以下1种:

(1) 对于叶柄木质化较好且韧皮部和木质部易分开的双子叶植物,可用刀片将叶柄的外皮环割0.5cm左右宽,切断韧皮部运输。

(2) 对于韧皮部和木质部难以分开的小麦、水稻等单子叶植物,可用刚在开水(水温90℃以上)中浸过的用纱布包裹的试管夹,夹住叶鞘及其中的茎秆烫20秒左右,以伤害韧皮部。2个夹子可交替使用。如玉米等叶片中脉较粗壮,开水烫不彻底的,可用毛笔蘸烧至110~120℃的石蜡烫其叶基部。

(3) 对叶柄较细且维管束散生,环剥法不易掌握或环割后叶柄容易折断的一些植物如棉花,可采用化学环割。即用毛笔蘸三氯乙酸(蛋白质沉淀剂)点涂叶柄,以杀伤筛管活细胞。

为了使经以上处理的叶片不致下垂,可用锡纸、橡皮管或塑料管包绕,使叶片保持原来的着生角度。

3、剪取样品

叶基部处理完毕后,即可剪取样品,记录时间,开始进行光合速率测定。一般按编号次序分别剪下对称叶片的一半(中脉不剪下),并按编号顺序将叶片夹于湿润的纱布中,放入带盖的搪瓷盘内,保持黑暗,带回室内。带有中脉的另一半叶片则留在植株上进行光合作用。过4~5h后(光照好,叶片大的样品,可缩短处理时间),再依次剪下另外半叶。同样按编号包入湿润纱布中带回。两次剪叶的次序与所化时间应尽量保持一致,使各叶片经历相同的光照时数。

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