如何正确地使用群体同化室（一）

如何正确地使用群体同化室（一）

　　光合速率是判断植物生长状态最直观的指标之一。大多数的高等植物我们都可以通过测定单叶的净光合速率来比较各处理之间的差异。但是有些植物，比如单个叶片较小或者叶片的形状不规则，就无法使用光合仪的标配叶室来测定净光合速率，还有一些植物叶片较多，单个叶片无法反映整株的长势。这时我们需要选择群体同化室来测定群体的净光合速率，最终得到更准确的结果。使用PP Systems公司生产的便携式光合仪CIRAS-3及TARGAS-1（以下简称光合仪）均可选配或购买厂家生产的群体同化室（CPY-5），如下图：

　　另外，我司可根据用户需求定制形状、大小不同的群体同化室，如下图：

　　本文主要介绍CIRAS-3光合仪与定制群体同化室的连接和使用，其他型号的仪器连接和使用请致电咨询我司技术工程师，全国服务电话：400-800-1341根据工作原理和待测样品的不同，定制群体同化室分为开放式群体同化室和密闭式群体同化室。两种类型的群体同化室使用方法和连接方式不同。本文主要介绍开放式群体同化室的使用，密闭式群体同化室在“如何正确地使用群体同化室（二）”中介绍。

　　开放式群体同化室

　　根据待测样品的大小，开放式群体同化室分为大型开放式群体同化室和小型开放式群体同化室。

　　1. 大型开放式群体同化室

　　1.1 组成配件

　　组成配件：光合仪主机、叶室或叶室模拟器（建议使用叶室模拟器）、定制群体同化室（一般内有混匀风扇）、供气泵（规格不同）、缓冲瓶和移动电源等。

　　1.2 安装连接

　　1.2.1 光合仪主机与叶室或叶室模拟器、缓冲瓶连接(a) 如果使用叶室模拟器，则将叶室模拟器连接到主机背面叶室气路接口处，缓冲瓶连接到Air In处。

　　(b) 如果使用叶室连接，则将叶室与主机连接，缓冲瓶连接到AirIn处。

　　1.2.2 叶室或叶室模拟器与同化室连接(a) 叶室模拟器连接如果使用叶室模拟器连接，需将叶室模拟器三通接头取下，使用白色软管将叶室模拟器标有A的接头与同化室取样口连接。

　　(b) 叶室连接如果使用叶室连接，需小心取下叶室头部右侧黑色软管与叶室头部连接的一端，使用白色软管将黑色软管与同化室取样口连接。

　　1.2.3 供气泵与同化室连接

　　使用软管将供气泵与同化室底部供气口（一般有多个接口）连接。为保证良好的密封性，软管接口处使用卡箍固定。

　　1.2.4 移动电源与同化室连接

　　使用扎带固定移动电源，将移动电源与散热风扇接口连接。

　　1.3 使用方法正确连接各配件，启动光合仪主机、供气泵和移动电源（选择12V），光合仪主机预热结束后，将同化室底部悬空，远离人的呼吸，一般保持十几秒的时间。然后将同化室放置在待测植物上方，在同化室底部环刀处覆盖适量土壤。根据实际情况，适当更改叶室面积大小，使净光合速率A值处于正常可读数值范围内（应小于99.9），待A值稳定后，记录数值，该结果用于计算群体表观光合速率Canopy apparent photosynthesis（CAP）。注意：同化的CO2有一部分是来自于土壤，因此必须考虑土壤中CO2的释放量。土壤呼吸需另选拔除植株后的空白点进行测定。根据表观光合速率（CAP）与土壤碳通量Soil CO2 Flux（FCO2），计算出群体净光合速率Net canopy photosynthetic rate（NCP）。

　　1.4 土壤碳通量测定测定CAP时，同步测定FCO2，以修正群体光合速率。在群体结构相近的田地里，剪去与同化箱底大小相同面积地表上的植被后，利用纱布遮荫的办法在空地上模拟群体基部受光程度，测定FCO2。遮荫的目的在于避免因刚剪去植被使土壤聚然暴露在强光、高温下，而大量释放CO2，与植被存在时土壤CO2的释放情况不同，从而影响测定结果的准确性。遮荫5～10min后进行测定，基本能够反映植被存在时的土壤呼吸状况。

　　2. 小型开放式群体同化室

　　2.1 组成配件

　　光合仪主机、叶室或叶室模拟器（建议使用叶室模拟器）、定制群体同化室、缓冲瓶等。稍大的同化室会配备混匀风扇和移动电源。

　　2.2 安装连接

　　光合仪主机与叶室或叶室模拟器、缓冲瓶的连接与大型群体同化室连接方法相同，区别在于同化室与叶室或叶室模拟器的连接。

　　(a) 叶室模拟器与同化室连接

　　叶室模拟器未标A的黑色软管与同化室进气口连接，标有A的黑色软管通过三通接头与同化室出气口连接，三通接头的另一端连接一段白色软管即可。

　　(b) 叶室与同化室连接

　　小心取下叶室两侧黑色软管与叶室头部连接的一端，使用白色软管将黑色软管与同化室进气口和出气口连接。

　　2.3 使用方法

　　正确连接各配件，启动光合仪主机，群体同化室保持密闭（若有混匀风扇，提前启动），待光合仪主机屏幕CO2r和CO2a稳定，将待测样品放入同化室中，根据实际情况，适当更改叶室面积大小，使净光合速率A值处于正常可读数值范围内（应小于99.9），待A值稳定后，记录数值，测定结束。

　　2.4 群体光合速率的计算

　　光合速率A单位：μmol·m^-2·s^-1若供气泵的流速Fb为14L/min（不同的供气泵流速不同），叶室流速Fc为300ml/min叶片面积（仪器测定界面以Leaf Area表示）单位：cm²，根据实际情况更改合适的叶片面积，使仪器显示的光合速率A值处于正常可读数值范围（不可以显示为99.9）根据表示方式不同，群体表观光合速率计算如下：

• 若以整株植物为单位，则换算后的群体表观光合速率CAP：

　　CAP= A*Area*10^-4*Fb/Fc = Pn*Area*10^-4*14*1000/300=A*Area*0.014/3 μmol·s^-1·株^-1

• 若以重量W（g）为单位，则换算后的群体表观光合速率CAP:

　　CAP=(A*Area*10^-4*Fb/Fc)/W = A*Area*0.014/3/W μmol·s^-1·g^-1

• 若以叶面积为单位，首先扫描计算枝条上总的叶面积Aleaf（cm²），则换算后的群体表观光合速率CAP:

　　CAP=(A*Area*Fb/Fc)/Aleaf = A*Area*140/3/Aleaf μmol·m^-2·s^-1

• 相同的方法换算土壤碳通量FCO₂

　　群体净光合速率NCP=群体表观光合速率CAP+土壤碳通量FCO₂

　　3. 注意事项

　　3.1 通常新的同化室外部有保护薄膜，测定时需移除。使用过程避免划伤同化室。

　　3.2 同化室的大小可根据植物种类、种植方式、生育期等而定。同化室的高度一般比冠顶高度高出10-12cm较为理想。

　　3.3 建议提前进行预实验，使用大型群体同化室时需要多人协助。

　　3.4 群体同化室需密闭良好，特别是同化室环刀与地面接触的部位。同时，土壤微生物呼吸释放出的CO2增加了测定的复杂性，避免同化室环刀切入土壤过深，同化室放置在土壤上方，在同化室底部环刀覆盖适量土壤，保证密闭性即可。在不影响测定结果的情况下用水密封效果更好。

　　3.5 测定群体光合速率时，同化室有混匀风扇一侧尽量处于背阴侧。

　　3.6 使用人工光源或测定时间较长时，需防止同化室温度过高，及时降温。

　　3.7 测定前，提前启动混匀风扇，使同化室内的二氧化碳浓度平衡至环境二氧化碳浓度。

　　3.8使用开放式群体同化室时，缓冲瓶和供气泵放在一起，远离同化室和仪器。

　　3.9 温馨提示：群体光合速率的测定复杂，影响因素较多，不同的同化室使用方法可能会有差异，如果测定过程中出现任何问题，请及时联系我司。全国服务电话：400-800-1341