[发明专利]一种测定植物茎光合作用速率的方法及仪器

说明书

本发明公开一种测定植物茎光合作用速率的方法，包括以下步骤：改进叶室：在便携式光合测量仪的叶室底部加装两面平面反光镜，构成“V”字形，镜面与叶室底部平面的夹角为30°；确认植物茎的测定部位，测量直径，将其放入叶室内；计算位于叶室部分茎的表面积，输入便携式光合作用测量仪；选择从植物顶部往下数的第3节或第4节的茎作为测定部位；设定所需要参数，等待3‑5分钟，光合作用参数达稳态后，每隔2‑4秒钟记录一次光合速率测量值，连续记录至少90秒钟，计算平均值作为最终测定结果。本发明通过具有改进叶室的便携式光合测量仪测定植物茎的光合速率，其测定数据的准确，操作简便，且不会对植物造成损伤。

技术领域

本发明涉及测定植物光合作用速率的方法，具体涉及一种测定植物茎光合作用速率的方法及仪器。

背景技术

光合作用是指绿色植物利用光能，同化二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)制造有机物质并释放氧气的过程。叶片是植物进行光合作用的主要器官，但是除了叶片以外，植物其他绿色部位也可以进行光合作用，如茎、树皮和果皮等。事实上，植物茎光合作用在维持植物正常生长和碳平衡方面充当重要的角色，尤其是在植物叶片受到害虫啃食、真菌等病原体侵染失去正常功能的时候，或者是在环境胁迫下，叶片光合作用因气孔关闭而受到限制的时候显得尤为重要。研究表明，茎光合作用能重吸收60％-90％周边细胞呼吸释放的CO₂，贡献了10％-30％茎生长所需的物质和能量。茎光合作用产生的碳水化合物在维持木质部导管传导水分功能方面也发挥了重要作用，在植物枝条失水后，可参与木质部栓塞的修复。茎光合作用释放出的氧气可有效防止茎内代谢活跃部位的细胞缺氧。另外，茎光合作用还与植物抗旱性相关。

现时最简单、快速的测定光合作用速率的方法是使用便携式光合作用测量仪进行测量。便携式光合作用测量仪的原理是利用红外线测定植物光合作用过程中消耗的CO₂量来计算植物的净光合速率。而现有便携式光合作用测量仪的叶室都是针对植物叶片开发的，不适用于植物茎等样品的测定。首先，植物的茎与叶片的形态不同，茎通常为圆柱形，放入叶室内不能完全覆盖叶室，造成测量出现较大误差。其次，由于茎的叶绿素含量较低，光合能力弱，现有的便携式光合作用测量系统及其测定方法无法准确测定茎的光合作用。

而目前测定茎光合作用的方法主要是同位素标记法，但该方法测定过程复杂、成本高，需要较高的操作技能，且会对植物造成破坏性的损伤。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种测定植物茎光合作用速率的方法，通过便携式光合测量仪，能够准确、简便地测定植物茎的光合速率。

第二目的是提供一种测定植物茎光合作用速率的便携式光合测量仪。

为了实现上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

一种测定植物茎光合作用速率的方法，包括以下步骤：

(1)改进叶室：在便携式光合测量仪的叶室底部加装两面平面反光镜，构成“V”字形，镜面与叶室底部平面的夹角为30°；

(2)确认植物茎的测定部位，测量测定部位的直径，将其放入叶室内；计算位于叶室部分茎的表面积，输入便携式光合作用测量仪，修正测量仪的面积值；优先选择从植物顶部往下数的第3节或第4节的茎作为测定部位；

(3)设定所需要的光合作用参数，包括CO₂浓度、光强和湿度；等待3-5分钟，光合作用参数达稳态后，每隔2-4秒钟记录一次光合速率测量值，连续记录至少90秒钟，计算平均值作为最终测定结果。

植物茎放入经改进的叶室中，如图3所示，除了茎的上面能受到叶室顶部光源面板发射光的照射，由于平面镜的反射作用，其左下侧和右下侧也能受到反射光的照射，直射光和反射光的之间的夹角为120°，即茎由一个面受到光照变为三个面受到均匀的光照，增加光合作用的有效面积，提高测定光合速率的准确性。