露点法测定植物叶片水势和渗透势

水势与渗透势的测定方法可分为三大类，除本书已介绍过的液相平衡法（包括小液流法、重量法测水势，质壁分离法测渗透势）和压力平衡法（压力室法测水势）外，还有一类是气相平衡法，包括热电偶湿度计法、露点法等。液相平衡法所需仪器设备简单，但手续繁琐、效率低，难以自动记录；压力平衡法适于测定枝条或整个叶片的水势，对于小型样品如叶圆片等则无能为力。气相平衡法能广泛用于各种植物叶片水势和渗透势的测定，所需样品量极少、测量精度高，是近年来发展起来的一类较好的植物水势及其组分的测定技术。

【原理】

将叶片或组织汁液密闭在体积很小的样品室内，经一定时间后，样品室内的空气和植物样品将达到温度和水势的平衡状态。此时，气体的水势（以蒸气压表示）与叶片的水势（或组织汁液的渗透势）相等。因此，只要测出样品室内空气的蒸气压，便可得知植物组织的水势（或汁液的渗透势）。

由于空气的蒸气压与其露点温度具有严格的定量关系，本仪器便通过测定样品室内空气的露点温度而得知其蒸气压。该仪器装有高分辨能力的热电偶，热电偶的一个结点便安装在样品室的上部。测量时，首先给热电偶施加反向电流，使样品室内的热电偶结点降温（Peltier效应），当结点温度降至露点温度以下时，将有少量液态水凝结在结点表面，此时切断反向电流，并根据热电偶的输出电位记录结点温度变化。

开始时，结点温度因热交换平衡而很快上升；随后，则因表面水分蒸发带走热量，而使其温度保持在露点温度，呈现短时间的稳衡状态；待结点表面水分蒸发完毕后，其温度将再次上升，直至恢复原来的温度平衡。记录下稳衡状态的温度，便可将其换算成待测样品的水势或渗透势。

【仪器组成】

本试验所用仪器为美国Wescor公司生产的HR-33-T型露点微伏压计，该微伏压计实际上就是一个精密的电位计，能准确测出热电偶两端点温度差异而产生的细微的电位变化。仪器配套的C-52和L-51型样品室的基本结构都是由一个灵敏的热电偶和一个铝合金制的隔热性很好的叶室组成。前者用于离体叶片水势测定，后者主要用于活体测定。

【露点微伏压计操作方法】

1. 连接或拔出探头时，应始终把FUNCTION开关打到SHORT位置上。把探头插入主机相应的接口，测定温度时，把℃/μV开关置于℃的位置。

2. FUNCTION开关仍在SHORT位置上。如果使用探头的Πv值是已知的，按下Πv按钮，调节ΠvSET旋钮使表头指针达到已知的Πv值。

3. 将样品放入样品室，给其足够的平衡时间。平衡时间根据样品水势的高低和使用环境具体确定。

4. 将量程（RANGE）旋钮放在预期的位置上，FUNCTION旋钮放在READ位置上，调节ZEROOFFSET旋钮使指针读数为零。

5. 将FUNCTION旋钮调到COOL位置，此时表头的指针向右偏转，当指针移动到最大时，将FUNCTION旋钮调到DP位置，此时表头的指针向左偏转，当表头的指针稳定后，从表头上读取测定值。如果RANGE旋钮位于10或100的位置，按上排刻度读数；如果RANGE旋钮位于30或300的位置，按下排刻度读数。

6. 表头读数为电势差，该电势差是水势的线性函数，比例系数为﹣7.5μV/MPa。表头读数除以﹣7.5μV/MPa为被测样品的水势（MPa）。

7. 在不同温度下测定时，应同时记录下测定时探头的温度，然后按照下列公式把所有测定值校正为25℃时的测定值：

图7-2C-52型样品室构造图

校正读数 = 实际测定读数/（0.325+0.027T）

式中T为测定时记录的温度℃。

8. 如果探头的Πv没有标定，可以自己确定探头的Πv。测定步骤如下：

（1）将C-52样品室擦干，其他探头可用吹风机吹干，不能有任何水分。放在干燥恒温的环境中平衡几分钟。

（2）将量程（RANGE）旋钮放在30的位置上，FUNCTION旋钮放在READ位置上，调节ZEROOFFSET旋钮使指针读数为零。

（3）将FUNCTION旋钮调到COOL位置，此时表头的指针向右偏转，当指针移动到最大时，将FUNCTION旋钮调到DP位置，此时表头的指针会向左或向右偏转，调整Πv旋钮（指针向右偏转，Πv旋钮就向右转动，反之向左）使指针稳定不动。

（4）指针稳定后，按下Πv按钮，此时在100刻度上的读数便为该探头的Πv值。

【方法】

1. 离体测定法：用打孔器在待测叶片上钻取直径0.6cm的叶圆片，迅速放入C-52型样品室中平衡几分钟至2小时（平衡时间视材料水势高低而定），样品室与仪器连接，测定平衡后的样品的μV数，除以7.5μV/MPa则为以MPa为单位的水势值。

2. 活体测定法：在田间供试植株的待测叶片上装上L-51型活体样品室，平衡一段时间后测定，连接主机进行测定。

3. 叶片渗透势测定：

①叶圆片冻融法：钻取供试植株叶圆片，迅速放入密封袋中，随即放入﹣35~﹣40℃下冰冻3h，取出于室温下平衡3h后，即可测定。

②榨出汁液法：取供试植株叶片，去中脉，迅速放入一尖底离心管，封口，于﹣40℃下冰冻1h后，取出融化，用一平头玻棒挤压叶片以榨出汁液，吸取10μl置于C-52叶室中（预先在叶室中放置圆形滤纸片一张），平衡一段时间（30min以上）即可测定。

【注意事项】

1. 本试验介绍的均为露点法，因露点法比湿度法较少受外界环境的影响，前者灵敏度比后者高一倍，测定结果更为可靠。

2. 样品水势不同，所需平衡时间不同，样品水势越低，所需平衡时间越长。如正常供水的小麦旗叶水势为﹣0.32MPa，平衡时间50~60min即可；而严重干旱的小麦叶水势为﹣2.27MPa，平衡时间需2h以上。平衡时间过短，不能测出正确结果；平衡时间太长，也会造成实验误差。

3. 一般认为叶圆片边源的水分散失和离体期间的淀粉水解会造成测定的一定误差，但只要合理取样并迅速将叶圆片密封到样品室中，可把误差减少到最小。

4. 在使用C-52样品室时，切勿将样品放得高出或大于样品室小槽；测定完毕后，一定要将样品室顶部的旋钮旋起足够高以后才可将样品室的拉杆拉出，否则将损伤热电耦。

5. 仪器长期放置后，重新使用时须将电池充电14~16h。