红外线CO2气体分析仪法测定植物光合速率与呼吸速率

相关专题

 

红外线CO2气体分析仪（IRGA）工作原理：许多由异原子组成的气体分子 对红外线都有特异的吸收带。CO2的红外吸收带有四处，其吸收峰分别在2.69μm、2.77μm、4.26μm和14.99μm处，其中只有4.26μm的吸收带不与H2O的吸收带重叠，红外仪内设置仅让4.26μm红外光通过的滤光片，当该波长的红外光经过含有CO2的气体时，能量就因CO2的吸收而降低，降低的多少与CO2的浓度有关，并服从朗伯—比尔定律。分别供给红外仪含与不含CO2的气体，红外仪的检测器便可通过检测红外光能量的变化而输出反映CO2浓度的电讯号。
Ⅰ.密闭系统斜率法
一、原理
把IRGA与光合作用同化室连接成密闭的气路系统。将植物 材料密封在透明的同化室内，给以适当的光照，同化室内CO2浓度将因植物光合而下降，用IRGA配以适当的记录仪可绘出同化室内CO2浓度随光合时间下降的曲线。在同化室不漏气、光强度稳定、室内空气不断得到搅动的情况下，该曲线将是一条平滑曲线，在曲线的任一点作切线，即可根据切线的斜率，密闭系统的容积和同化室面积求出在该点的CO2浓度下的光合速率。
二、材料、仪器设备 及试剂
（一）材料：植物叶片
（二）仪器设备：1. 密闭气路光合测定装置：将QGD－07型红外线CO2气体分析仪、XWT－264型自动记录仪、MXQ型气体取样器（图4）、光合作用同化室、温度转换器（测温探头可放在同化室内，输出信号接记录仪）或半导体点温计、橡皮管（内径6～7mm）、塑料气球，按图6所示连接成套，放在一辆医用小推车上。2. 量子辐射照度计；3. 叶面积仪；4. 铁架台（带试管夹）；5. 0～50℃温度计（用以校正叶室温度）；6. 剪刀；7. 带盖搪瓷盘；8. 纱布。
（三）试剂：1. 无水氯化钙（无水硫酸钙）；2. 烧碱石棉（10目）或碱石灰。
三、实验步骤
（一）光合速率的测定
1. 安装仪器（1）将安装好的密闭气路光合测定装置安放在靠待测植株1～2m处，接通红外仪、录仪、取样器、温度转换器的供电电源。打开红外仪电源开关预热1～2h，红外仪量程开关置于I档（0～500ppm，1ppm＝1mg/L）。把红外仪和温度转换器的信号输出与记录仪的两个信号输入接线柱用导线接通。旋转记录仪第一支笔量程选择开关于10mV位置（与红外仪输出信号电压匹配），旋转记录仪第二支笔量程选择开关于2V位置（与温度转换器输出温度0～50℃信号电压匹配）。
2. 调、校仪器（1）红外仪预热完毕后，开启记录仪电源开关、记录仪信号输入开关和取样器前面板上的气泵开关，将取样器F1旋钮置“零气”位置，F2旋钮置“测量”位置，开始调整红外仪的零点（此时，无CO2无水分的零气循环经过红外仪），约1～2min，调节红外仪的调零旋钮使指针稳定在“0”点位置，稳定后，调节记录仪第一支笔的“调零”旋钮使记录笔到零点位置，红外仪调零完毕。（2）拔下红外仪进气口处的橡皮管，改接CO2标准气（已知准确CO2浓度）钢瓶，出口放空，让标准气流经红外仪分析气室（流量以1L／min左右为宜）开始校正，此时红外仪指针应指在标准气浓度所对应的刻度（μA值）上，否则可调节红外仪“校正”旋钮，校正完毕后恢复原气路。（3）把玻璃温度计感温端与叶室内的温度转换器探头放在一起（注意遮荫），从玻璃温度计上读出温度，迅速旋转记录仪第二支笔的调零旋钮，使记录笔置该温度所对应的位置，校正温度。