光合作用测定系统的测定方法及使用注意事项
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光合作用测定系统的测定方法及使用注意事项光合作用是指光能转变为化学能的一种生物化学过程,它是植物进行生长和代谢的重要途径。
为了准确测定光合作用的速率和效率,科学家们开发了多种光合作用测定系统,用于评估植物的光合活性和光合效率。
本文将介绍几种常见的测定方法以及使用光合作用测定系统的注意事项。
一、常见的光合作用测定方法1.光合作用速率测定法:这是一种通过测定单位时间内叶绿素的光合产物生成量来评估光合作用速率的方法。
一般采用放射性同位素标记的二氧化碳(14CO2)和测定放射性同位素的方法来测定光合作用速率。
步骤:1)将植物样品放入密封的反应室中,加入含有放射性同位素的二氧化碳;2)将反应室暴露在光照条件下,让植物进行光合作用;3)停止反应,采集反应室内的空气样品,并测定样品中放射性同位素的浓度。
2.氧气产生速率测定法:这是一种通过测定反应室中氧气浓度的变化来评估光合作用速率的方法。
由于光合作用是产生氧气的过程,因此测定反应室中氧气浓度的变化可以推算出光合作用速率。
步骤:1)将植物样品放入密封的反应室中;2)测定反应室内氧气浓度的初始值,并记录时间;3)将反应室暴露在光照条件下,让植物进行光合作用;4)定时测量反应室内氧气浓度的变化,并计算光合作用速率。
3.光合作用效率测定法:这是一种通过测定单位光能转变为化学能的量来评估光合作用效率的方法。
一般通过测定光合作用速率和吸收光能的量来计算光合作用的效率。
步骤:1)通过测定光合作用速率的方法测定光合作用速率;2)测定光合作用过程中植物吸收的光能的量,如通过测定植物各个部位的叶绿素含量和光能吸收谱来计算吸收光能的量;3)根据光合作用速率和吸收光能的量来计算光合作用的效率。
二、使用光合作用测定系统的注意事项1.实验室环境要保持恒定:光合作用对环境条件敏感,实验室应保持适宜的温度、湿度和光照强度。
温度过高或过低都会影响植物的光合作用速率和效率。
2.反应室密封严密:反应室应具备良好的密封性能,确保测定过程中外界因素的干扰最小化。
光合测定仪方法测定叶片光合参数光合作用是植物生长的基本过程之一,也是生态系统中能量流动的重要环节。
测定植物叶片的光合参数,可以帮助我们了解植物的光合效率、光合速率等重要指标,对于研究植物生长、环境适应性等具有重要的意义。
而光合测定仪是进行叶片光合参数测定的重要设备,本文将介绍利用光合测定仪方法测定叶片光合参数的过程及相关注意事项。
一、光合测定仪的原理光合测定仪是利用光合作用原理测定植物叶片的光合参数的仪器。
其基本原理是通过控制光照条件、测定光合作用产生的氧气释放量或二氧化碳的吸收量来计算叶片的光合速率、光合效率等光合参数。
光合测定仪一般包括光源、叶片固定装置、气体收集系统和数据采集系统等部分,通过精密的控制和测量,可以获取叶片光合参数的精确数据。
二、测定叶片光合参数的步骤1. 实验前准备:选择健康的叶片作为实验材料,并在实验前将叶片放置于光照充足的环境中,使其适应光照条件。
对光合测定仪进行相关的校准和检查工作,确保仪器的正常工作状态。
2. 叶片准备:将挑选好的叶片置于光合测定仪的叶片固定装置上,并调整好叶片的位置,使其能够充分接受光照,确保光合作用能够正常进行。
3. 光照条件设置:根据实验设计要求,设置合适的光照条件,包括光照强度、光照周期等参数。
通常情况下,实验开始前需要进行一段时间的暗适应,以消除叶片的暗呼吸作用影响。
4. 数据采集:启动光合测定仪的数据采集系统,开始进行光合作用的测定。
根据实验设计,通常会记录一定时间内的氧气释放量或二氧化碳吸收量等相关数据,以便后续计算光合速率等光合参数。
5. 数据处理:根据采集到的数据,进行相关的处理和计算,得出叶片的光合速率、光合效率等光合参数。
还可以进一步分析不同条件下叶片光合参数的变化趋势。
6. 结果分析:根据实验结果,进行光合参数的分析和比较,探讨影响光合作用的因素,以及叶片的光合能力和适应性等相关问题。
三、注意事项1. 实验材料的选择和处理要合理,保证实验的可重复性和可比性。
光合荧光测系统使用说明一、系统简介二、安装与校准1.首先,请确保设备在平稳的工作台上,并与电源接通。
2.接通电源后,带有光源的主机会自动启动,等待几分钟以确保设备温度达到稳定。
3.在测量之前,请进行系统校准。
首先,用截至器关闭激发光源,然后调整荧光仪的位置,使光电探测器接收到最少荧光信号。
4.打开激发光源,并调节其光强度,保证光照适中,不会对植物光合作用造成伤害。
三、样品准备1.使用光合荧光测系统之前,首先将植物样品适当修剪,并放置在无酶水中5-10分钟以恢复光合作用。
2.在测量之前,检查植物叶片是否健康且无明显损伤。
如果发现任何异常,请重新选择样品。
四、测量步骤1.将准备好的植物样品放置在测量室内,确保光照均匀且无明显阴影。
2.关闭除激发光源外的任何其他光源。
启动数据采集软件。
3.选择合适的测量参数,如光照强度、测量时间和频率等,并设置在数据采集软件中。
4.点击“开始测量”按钮,系统开始记录荧光产生和吸收的数据。
5.测量结束后,保存数据,关闭软件和设备。
五、数据分析1.打开数据分析软件,将保存的数据导入到软件中。
2.对数据进行初步的处理,如去除噪声和异常值。
3.根据实验需求选择合适的指标来分析数据,如最大荧光量(Fm)、最小荧光量(F0)、植物净光合速率等。
4.通过对数据的比较和统计分析,评估植物光合作用的效率和活性。
六、注意事项1.在操作时,请确保室内光照充足且无明显干扰。
2.为了保证数据准确性,请注意避免样品的外部光照和温度变化。
3.使用前请确保设备正常运作并进行校准,以免影响测量结果的准确性。
4.为了保护设备,请注意植物样品在装置内的放置位置和接触方式。
通过按照以上使用说明,即可正确地使用光合荧光测系统,对植物样品的光合作用活性进行评估和研究。
使用者在进行操作时,应当根据具体实验要求和设备性能进行调整和操作,以保证测量结果的准确性和可靠性。
同时,使用者还需要熟悉数据分析软件的操作方法,以便对测量数据进行适当的处理和分析。
光合仪使用说明及注意事项光合仪是一种用于测定植物光合作用活性的仪器,通过测量植物叶片的光合速率来评估植物对光能的利用效率。
使用光合仪可以帮助研究人员了解植物对光的利用情况,以及光照强度、CO2浓度等环境因素对光合作用的影响。
下面给出光合仪的使用说明及注意事项。
使用说明:1.准备工作:a.检查仪器电源是否通电,仪器是否处于待机状态。
b.连接好所需的传感器,确认传感器与仪器的连接稳固。
c.打开仪器,并选择相应的实验模式。
2.样品准备:a.选取新鲜健康的叶片作为样品。
避免使用受损或病虫害的叶片。
b.将叶片从植物上剪下后立即放入培养皿中,避免叶片晒伤或水分蒸发。
c.保持叶片的新鲜度,如果需要进行长时间的实验,请将叶片放入湿润的纸巾或塑料袋中保存。
3.测量操作:a.将准备好的样品放置在光合仪的样品台上。
确保叶片与台面接触紧密,避免空气对流影响测量结果。
b.调整仪器的光强度和CO2浓度,以模拟实际环境中的光合条件。
c.开始测量前,请等待数分钟,确保仪器读数稳定后开始记录数据。
d.记录测量结果,并根据需要调整光强度、CO2浓度等参数进行进一步实验。
4.保存数据:a.在每次实验完成后,将测得的数据保存到计算机或外部存储设备中,以备后续分析使用。
b.鉴于光合作用数据的复杂性,建议将数据导入专门的数据分析软件进行处理和统计。
注意事项:1.按照仪器的使用手册正确操作仪器,以避免操作不当导致的仪器损坏或测量结果的不准确性。
2.选取健康的叶片作为样品,以保证测量结果的可靠性。
受损的叶片可能会影响光合作用活性的测量。
3.保持样品的新鲜度,尽量在样品采集后立即开始测量,避免样品的水分蒸发和叶片的晒伤。
4.仪器的传感器与仪器的连接要牢固,避免因传感器接触不良导致测量结果的误差。
5.在进行实验前,先进行预热操作,使仪器读数稳定后再进行测量。
6.根据实际需求选择适当的光强度和CO2浓度进行测量,光照强度过强或CO2浓度过高都可能会影响测量结果。
光合测定仪使用方法光合测定仪是一种用于测定植物光合作用速率的仪器。
它通过测量植物在光照下吸收二氧化碳和释放氧气的速率来确定光合作用的速率。
下面是光合测定仪的使用方法。
1. 准备工作在使用光合测定仪之前,需要进行一些准备工作。
首先,检查仪器是否完好无损,所有零部件是否齐全。
其次,准备好所需的试剂和标准溶液。
最后,将光合测定仪放置在光线充足的地方,并连接好电源。
2. 校准仪器在使用光合测定仪之前,需要对仪器进行校准。
首先,将仪器置于室温下,然后按照说明书的要求进行校准。
校准过程中需要注意仪器的精度和准确性,以确保测量结果的可靠性。
3. 准备样品在进行光合测定之前,需要准备好样品。
首先,选择一些健康的植物叶片作为样品。
然后,将叶片放入测定仪的样品室中,并将室门关闭。
在进行测定之前,需要让样品在光线充足的环境中适应一段时间,以确保测量结果的准确性。
4. 进行测量在准备好样品之后,可以开始进行测量。
首先,将测定仪的参数设置为所需的测量条件,例如光照强度、温度等。
然后,按下测量按钮,开始测量。
在测量过程中,需要注意观察仪器的指示灯和显示屏,以确保测量结果的准确性。
5. 记录数据在完成测量之后,需要将测量结果记录下来。
可以将数据记录在纸质表格或电子表格中。
在记录数据时,需要注意记录测量条件、样品信息和测量结果等相关信息,以便后续分析和处理。
6. 分析数据在记录完数据之后,需要对数据进行分析和处理。
可以使用统计软件或手动计算的方法进行数据分析。
在分析数据时,需要注意数据的可靠性和准确性,以确保分析结果的可靠性。
总之,光合测定仪是一种非常重要的实验仪器,可以用于测定植物光合作用速率。
在使用光合测定仪时,需要注意仪器的校准、样品的准备、测量条件的设置、数据的记录和分析等相关事项,以确保测量结果的准确性和可靠性。
光合作用测定仪是用于测量植物或其他光合有机体在不同光照条件下进行光合作用的仪器。
以下是使用光合作用测定仪时的一些注意事项:校准和标定:在使用前确保测定仪已经校准和标定。
定期检查仪器的性能,并按照制造商的建议进行重新校准。
样本准备:样本的准备应符合实验的需求。
确保植物或其他样本的健康,并在实验开始前进行适当的处理。
环境条件:控制实验室环境条件,包括温度、湿度和光照。
确保这些条件在实验过程中是稳定的,以减少对测定结果的影响。
光源选择:选择适当的光源以模拟不同光照条件。
光合作用测定仪通常配备有可调节的光源,可以模拟不同光强度和光谱。
测定时间和频率:确定测定的时间和频率,以获得关于光合作用过程的详细信息。
根据实验目的,可能需要在不同时间点进行测定。
数据记录和分析:确保准确记录实验过程中的数据。
使用合适的软件工具对数据进行分析,并根据需要生成图表和报告。
安全注意事项:遵循实验室的安全规定。
确保使用者了解仪器的安全操作,包括关于电源、光源和植物处理的安全操作。
仪器维护:定期进行仪器维护,清洁仪器的光学部件,确保设备的正常运行。
标本处理:在进行测定之前,对植物或其他样本进行适当的处理,例如浸泡、切割或去除外部影响因素。
实验设计:确保实验设计符合科学原理,并且控制组和实验组之间的条件是相同的,以确保实验结果的可靠性。
文献调研:在进行实验前进行文献调研,了解光合作用测定仪的最新使用方法和最佳实践。
在使用光合作用测定仪时,理解仪器的原理、正确使用方法和相关的实验设计原则是非常重要的。
光合仪在测定作物光合作⽤速率时应注意的使⽤⽅法及注意事项光合仪在测定作物光合作⽤速率时应注意的使⽤⽅法及注意事项光合仪的运⽤⾸要是为了测定叶⽚或者是植株的光合速率的测定,所以该仪器的运⽤⽅针不会仅仅是对单⽚叶⽚的光合速率测定,⽽且仍是⾯对整棵植株乃⾄是整个团体植物的测定。
它的运⽤规模⽐较⼴,测定速率数值准确性⾼,数据的搜集之后可以进⾏专门的处理得到。
团体光合速率的测定:先在选好的样点安放植物光合测定仪的同化室中,将同化室塑料薄膜下缘埋⼊⼟中,翻开光合仪顶部开⼝,开动薄膜泵(经改善后的附有⼩型薄膜泵,仪器电源注册后,薄膜泵即初步发起,其流量约为1升/分左右),按规矩对植物光合测定仪调零,待零点安稳后,将三通活塞旋⾄测定⽅位,开动电扇,关闭同化室上盖,⽤铁夹将其密封,翻开记载仪⾛纸开关。
约20余秒后,记载笔初步画出斜线,1-2分钟后,间断记载,翻开光合仪中的同化室上盖,继续吹风,当室内⼆氧化碳浓度恢复到原始⽔往常,即可进⾏第2次测定。
空⽓中⼆氧化碳浓度在280-330MM的规模内,记载线基本上是直线,这关于作图核算⼗分便当。
光合仪密闭体系的间化室⼤⼩须局待测材料的CO2同化速率相匹配,同化室太⼩CO2下降速度太快,⽓孔反应的滞后问题严峻,如果植物光合测定仪的同化室太⼤则C02浓度改变缓慢,常须延伸测定时间,并有可能加⼤测定过失。
⼀般可将CO2浓度下降速率定在40-50的速率规模内,再根据所测叶⽚⼤⼩和估量的光合速率值。
托普云农光合仪测定的数值可以进过多个试验数据在坐标前进⾏数值的描点,然后再将各个点通过光滑的直线连接起来,使尽可能多的点落在直线上,然后核算该直线的斜率也就是叶⽚等光合速率的⼤⼩。
作物光合作⽤速率是直接决议作物终究产值与质量的⼀个重要因素,因此在作物成长过程中我们需求及时掌握作物的光合作⽤情况,能够及时的进⾏作物成长的调整。
我们⽤光合仪进⾏作物光合作⽤速率测定的时分有哪些准则呢与注意事项呢?⼀、光合仪测定作物光合作⽤速率的准则:1、测定时刻应据作物、⽣育期等不同⽽不同,同化箱内CO2浓度下降值宜在30@10-6~60@10-6。
光合仪在测定作物光合作用速率时应注意的使用方法及注意事项光合仪的运用首要是为了测定叶片或者是植株的光合速率的测定,所以该仪器的运用方针不会仅仅是对单片叶片的光合速率测定,而且仍是面对整棵植株乃至是整个团体植物的测定。
它的运用规模比较广,测定速率数值准确性高,数据的搜集之后可以进行专门的处理得到。
团体光合速率的测定:先在选好的样点安放植物光合测定仪的同化室中,将同化室塑料薄膜下缘埋入土中,翻开光合仪顶部开口,开动薄膜泵(经改善后的附有小型薄膜泵,仪器电源注册后,薄膜泵即初步发起,其流量约为1升/分左右),按规矩对植物光合测定仪调零,待零点安稳后,将三通活塞旋至测定方位,开动电扇,关闭同化室上盖,用铁夹将其密封,翻开记载仪走纸开关。
约20余秒后,记载笔初步画出斜线,1-2分钟后,间断记载,翻开光合仪中的同化室上盖,继续吹风,当室内二氧化碳浓度恢复到原始水往常,即可进行第2次测定。
空气中二氧化碳浓度在280-330MM的规模内,记载线基本上是直线,这关于作图核算十分便当。
光合仪密闭体系的间化室大小须局待测材料的CO2同化速率相匹配,同化室太小CO2下降速度太快,气孔反应的滞后问题严峻,如果植物光合测定仪的同化室太大则C02浓度改变缓慢,常须延伸测定时间,并有可能加大测定过失。
一般可将CO2浓度下降速率定在40-50的速率规模内,再根据所测叶片大小和估量的光合速率值。
托普云农光合仪测定的数值可以进过多个试验数据在坐标前进行数值的描点,然后再将各个点通过光滑的直线连接起来,使尽可能多的点落在直线上,然后核算该直线的斜率也就是叶片等光合速率的大小。
作物光合作用速率是直接决议作物终究产值与质量的一个重要因素,因此在作物成长过程中我们需求及时掌握作物的光合作用情况,能够及时的进行作物成长的调整。
我们用光合仪进行作物光合作用速率测定的时分有哪些准则呢与注意事项呢?一、光合仪测定作物光合作用速率的准则:1、测定时刻应据作物、生育期等不同而不同,同化箱内CO2浓度下降值宜在30@10-6~60@10-6。
光合作用测定系统的测定方法及使用注意事项光合作用是植物通过利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和释放氧气的过程。
光合作用的测定对于研究植物生长和环境影响具有重要意义。
光合作用测定系统(photosynthesis measurement system)是一种用于测量光合作用速率的仪器设备,下面将介绍其中常见的测定方法及使用注意事项。
一、测定方法1.测定准备(1)栽培植物:选择生长旺盛、健康的植物作为实验材料。
(2)培养条件:提供适宜的光照、温度和二氧化碳浓度等环境条件。
(3)实验样品的准备:选择叶片表面平整、无损伤的叶片作为实验样品。
(4)实验器材准备:准备好测定系统所需的光源、气体供应系统、测定仪器等。
2.测定步骤(1)光照条件:控制光照强度和光照波长,常用的光源有荧光灯、白炽灯等。
(2)二氧化碳浓度:通过调节供气系统中的二氧化碳浓度来控制实验环境中的二氧化碳含量。
(3)测定参数:利用测定仪器测量叶片光合作用速率、呼吸速率、气孔导度等参数。
(4)测定时间:根据实验需要,选择适当的测定时间,通常为数分钟到数小时不等。
1.样品准备:(1)选择适合的叶片:选择颜色鲜绿、表面干燥、无病虫害的叶片进行测定。
(2)样品状态:进行测定前应让叶片在自然条件下恢复平衡,避免剧烈的光照或热处理。
2.光照强度和波长:(1)光照强度:根据所需测定参数的不同,光照强度可适度调整,但应注意避免过强的光照对植物造成伤害。
(2)光照波长:不同的光照波长对光合作用速率的影响不同,可以通过调整滤光片或选择特定的光源来调节光照波长。
3.二氧化碳浓度:(1)二氧化碳浓度的调节:实验中需要根据需要测定的二氧化碳浓度来调节供气系统中的二氧化碳含量,保持相对稳定。
(2)测定范围:实验测定速率随二氧化碳浓度增加而增大,在常用的浓度范围内,测定结果会呈现一定的线性关系。
4.数据处理:(1)数据收集:在测定过程中,要规范记录测定的相关参数,包括光强、温度、气孔导度等。
光合作用测定系统的测定方法及使用注意事项随着科学研究的深入和现代化光合测定系统的推广,越来越多的植物生理学和植物生态学以及农学、林学、园艺学和遗传学的研究均涉及叶片光合作用的测定。
用于叶片光合测定的仪器种类和数量越来越多。
这类仪器的使用简便、快捷,几乎人人都能使用,即使对光合作用一无所知的人也可以用它在2 min内测得一组光合速率及有关的参数。
然而,尽管使用这类仪器的人很多,但能利用所得资料写出高水平科学论文的人却很少。
其中的原因主要的可能是使用者缺乏足够的有关光合作用的背景知识和测定及研究经验,测定方法不当,所得结果不可靠;或者实验设计不合理,难以说明问题;或者是对相关研究现状不清楚,不能明确地提出科学问题;或者是对光合作用的基础知识知之太少,不能对所得结果作出恰当的分析与解释。
这几种情况也许兼而有之。
为了充分发挥这类现代化但价格昂贵的仪器的作用,将光合作用研究推向深入,这里将光合测定与研究中一些常见的问题提出来,以引起初学者们的注意。
1测定方法光合作用的一个突出特点是对植物自身生理状态和外界环境条件的变化高度敏感。
这一特点,决定了测定方法的复杂性、多样性和灵活性,也决定了测定结果的多变性以及解释这些结果时了解植物状态、测定条件、环境条件、背景知识和研究经验的重要性。
测定时间在田间测定时,不仅要选择无云或少云的晴天,以便保证在太阳光强相对稳定的条件下进行,而且要注意选择合适的日时段。
众所周知,在晴天,光强和温度等环境条件从早到晚都呈现规律性变化,上午逐渐增高,中午达到最高值,然后逐渐降低。
叶片的光合作用速率也发生类似的变化。
光合速率之所以在中午前后才达到最高值,一是因为上午早些时候光强和温度比较低,二是因为光合作用还处在逐步增高的光合诱导期中。
因此,在作不同处理或品种的对比测定时,一定要在光合作用的诱导期结束、光合作用达到稳态之后进行,否则会得到不可靠、不可比、甚至错误的结果。
为了避免可能发生的中午光合作用明显降低(“午睡”或“午休”,Xu 和 Shen 2005)对测定结果可比性的影响,以在10:00~12:00 和14:00~16:00 之间进行测定较为适宜。
除了光合作用日变化的观测以外,过早开始和过晚结束测定,都不合适。
为了尽量缩小测定期间环境条件变化的影响,比较类实验的测定时间要尽量短,处理或品种的数目要尽可能少,最好相互交替进行(许大全 2002),以便避免较长时间内环境因素变化对测定结果可比性产生的不良影响。
在较长时间阴雨天之后,叶片的光合活力往往很低,不宜在转晴后立即测定。
至少在转晴半天或 1 d 后开始测定。
有研究表明,前几天的天气不同(阴雨或晴天),所得观测结果也不同(Yong 等2006)。
特别是在观测叶片光合作用的发育变化或季节变化时,更要注意这一点。
观测叶片发育期间光合作用的变化,最好在环境因素可控制的条件下例如人工气候室内进行, 以便避免环境因素变化的干扰。
在室内测定时,要注意光合作用的诱导期(光合速率逐步增高)是否已经结束(光合速率达到稳定不变的状态,即稳态) 的问题,在将植物或叶片从黑暗中转移到光下或从弱光下转移到强光下的时候,测定前一定要在测定光强的光下先照射一段时间(0.5~1 h或更长),以保证所测定的叶片完成光合作用诱导而达到稳定状态。
1.2叶片的选择许多研究已经表明,不仅不同叶位叶片、不同叶龄叶片、同一叶片的不同部位(例如禾本科植物叶片的上、中、下部) 的光合速率明显不同,而且不同叶片取向或着生角度(平展和直立)也对叶片的光合速率有影响。
因此,在作对比测定时一定要充分注意所测叶片的叶位、叶龄、叶取向和叶部位等因素的一致性和可比性。
由于刚刚完全展开的叶片光合活力最高,所以在光合作用的比较测定中常常选用为样品叶。
不考虑这些因素的差异而随便取一个叶片就测的作法是不适宜的。
有的人在介绍其所测定的叶片时喜欢用“功能叶”一词,其实在多数情况下这是一个含糊的概念,至少应该标明它的叶位和叶龄( 幼、成、老) 。
在使用离体叶片进行光合测定时,一定要在水下剪断叶柄,并将叶柄插入水中。
否则,如果在空气中剪断叶柄,木质部导管内水柱收缩后空气会乘虚而入,此后即使将叶柄插在水中,水分也不容易进入叶片,从而导致水分胁迫。
由于离体叶片的水分供应不如连体叶片,所以对较大的叶片最好作适当修剪,保留的叶面积比叶室窗口面积稍大一些即可。
经验表明,叶片离体后光合活力在短时间(例如 4 h)内是稳定的,长时间以后活力会大幅度下降,不再适用于光合作用测定。
另外,用树木离体枝条上的叶片进行测定,不是一个好办法,因为这些叶片很容易由于供水状况不良而导致气孔部分或完全关闭。
有的人为了测定方便,在测定前临时把田间生长的较大的植株连根挖出来带回实验室测定。
这也不是个好办法,因为部分细根和须根的折断或丢失会导致气孔导度和光合速率的明显降低。
这种移栽的植株叶片光合作用可能至少需2周后才能恢复正常。
1.3测定结果的可靠性检验在测定过程中,应当随时检查和分析所得结果的可靠性,看看有关的指标或参数是否处于正常范围内。
例如,胞间与叶片周围的二氧化碳浓度比是否为0.7左右,碳同化的量子需要量是否大于 8 或量子效率是否小于0.125 (如果分别小于或大于这些理论值,则说明测定和计算结果有问题),C3 植物光合作用的饱和光强(光量子通量密度)是否低于2 000 mol· m-2· s-1,充分暗适应叶片光系统II 的光化学效率是否在0.83~0.85 之间,C3 植物的CO2 补偿浓度是否大于10 mol· mol-1,而C4 植物的CO2 补偿浓度是否小于 5 mol· mol-1;看看光响应曲线和二氧化碳响应曲线是否合乎规律而流畅自然(通常为一直角双曲线) 。
如若不然,参数奇高或奇低,曲线奇形怪状,就要及时找出原因:是植物材料处于某种环境胁迫之下呢,还是仪器发生故障,或是测定方法不恰当,应该及时加以纠正或改善。
否则,一直盲目地测定下去,不仅得到一些不可靠而没有用处的资料,而且可能丧失合适的测定时机。
特别是田间实验,生长季节不等人,往往一些实验想重做都不可能,只好等待明年。
1.4 测定条件和环境条件的记录由于叶片的光合作用受植物生理状态的制约和环境条件的影响,生理状态和环境条件的变化往往引起叶片光合速率的明显变化。
只有清楚地了解所测定叶片的生理状态和环境条件,才能对叶片光合速率的变化做出正确的解释。
因此,在记录光合速率和有关参数的同时,应该详细地记录天气状况、环境条件和测定条件以及植物、叶片的生理状态。
这样,在日后整理、分析光合测定结果和写文章时,才不会因缺乏这些资料而感到茫无所措。
2研究方法为了光合作用测定的结果准确、可靠,能够用于说明问题,写作具有创新意义的科学论文,不仅要有正确的测定方法,而且还要有正确的研究方法,这包括实验设计合理,对测定结果进行必要的生物统计、综合分析和深入探讨新现象以及排除实验假象等。
否则,测定的数据再多、工作再辛苦,积累的也只能是一些没有多大用途的资料。
2.1实验设计首要的是目标明确,围绕已定的科学问题或假说设计实验(见下面第3节)。
其次是设置合适的对照。
例如,要想研究人工遮阴对叶片衰老和光合作用的影响,不仅要观测叶片遮阴不同天数后光合作用的变化,而且要设不遮阴的对照,同时观测对照叶片光合作用变化的进程,因为除了遮阴的作用外,叶片本身也处在自然衰老过程之中。
再如,要寻找外来物种( 由外地引进的物种)迅速扩展的原因,仅仅观测外来物种的光合作用是不够的,还应该同时观测本土物种的光合作用,以便相互比较,找出外来物种的优势所在。
如果是单因子实验,除了某一因素有不同以外,处理与对照的其它因素应当完全相同。
例如,在研究低温胁迫的实验中,如果处理与对照之间不仅温度不同,而且光强也不同时,就不能把观测到的差异仅仅归之于低温。
在实验设计中一个比较常见的问题是,光合速率以单位叶面积计算,而叶绿素、光合产物含量等却以单位叶片鲜重计算,这样很难把这些指标联系起来分析、讨论。
尤其是在涉及水分胁迫的研究中,如果也以单位叶片鲜重表示有关物质的含量,则处理和对照之间一些物质含量的差异很可能是含水量不同造成的假象,即如果以单位叶面积表示时这些物质的含量在处理和对照之间没有差异。
2.2生物统计在不少文稿中,对光合作用的比较测定结果缺乏必要的统计分析,以至不能确定处理和对照之间或不同品种之间的差异是实验误差呢,还是处理引起的或不同品种之间确实存在的差异。
所以,如果不经过差异显著水平分析,就不能随便说什么差异显著与否。
为了便于测定和统计,应尽量减少相比较的品种数目或处理的数目,以便测定足够多的样本数。
如果所测的样本太少,即使差异很大也达不到显著水平。
有的初学者或缺乏光合测定经验的人,往往在一次测定中用于比较的不同处理或不同品种的数目太多,有时竟高达几十个,以致每个处理或品种只测定2~3 片叶,其结果的可靠性很差。
或者虽然每个处理或品种测定的叶片比较多,但是由于处理种类或品种过多,以致整个测定时间拖得很长,测定期间的光强和温度等环境条件变化较大,结果是先后测定的资料之间缺乏可比性。
根据经验,在一次测定中,处理和对照总数或品种总数最好不超过4 个,每个处理或品种测定的叶片数最好不少于10 片。
当然,这是对叶片光合速率的比较而言的。
对于测定起来比较费时的量子效率和羧化效率等指标来说,测定的样本数可以少一些,但是也不宜小于 3 。
在测定光合速率时,有人喜欢在同一叶片上重复多次,这样做虽然使一个叶片的测定结果更可靠,但在统计时,一个叶片上无论重复多少次,还是算一个样本,并不能按多个样本进行统计。
2.3综合分析认真分析测定结果,不仅可以判断所得结果是否可靠,而且还可以对所得结果做出恰当的解释,同时有可能发现值得深入研究的问题。
首先要看有关参数和指标的变化是否与光合速率的变化相互一致,是否合乎理论的准量关系。
如果不一致,就要找出原因,是测定有误,还是计算有误。
众所周知, 在光合作用中,每同化一分子二氧化碳成碳水化合物,需要消耗3 分子ATP 和 2 分子NADPH ,而 2 分子NADPH 的产生是2个光系统的光合电子传递链传递4个电子的结果。
这样,即使在没有光呼吸和氮同化等其它同化作用同时进行的情况下,电子传递速率也应当是净光合速率的4 倍以上,才可以为碳同化提供足够的同化力。
因此,如果最大电子传递速率小于光合速率的4 倍,说明测定或计算存在某种偏差。
又如,多种阳生植物叶片中叶绿素a/ 叶绿素b 的比值通常为3 左右,只有那些叶绿素b 缺乏的突变体和遭受严重环境胁迫的植物这个比值会远大于 3 ,而阴生植物的这一比值则小于 3 。
如果不是上述几种特殊情况,这个比值若是远离 3 ,其可靠性是值得怀疑的,这很可能与测定叶绿素含量的仪器所用光的波长控制不准确有关。