CN106018041B - 用于光合测试的模拟叶片及制备方法及测试光合仪的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于光合测试的模拟叶片及制备方法及测试光合仪的方法；其中模拟叶片包括：吸水纸包，氢氧化钙；氢氧化钙设置在吸水纸包内；在吸水纸包内设置有氢氧化钙的部位上设置有流通孔，用于吸水纸包内的氢氧化钙与二氧化碳进行化合反应。一种模拟叶片的制备方法，包括：步骤S10将氢氧化钙装入吸水纸包内；步骤S20在吸水纸包装有氢氧化钙的部位设置流通孔。一种测试光合仪的方法，步骤S10在模拟叶片上滴入预定量的水；步骤S20将步骤S10滴入预定量水的模拟叶片放置在光合仪的测量室内；步骤S30记录测量室内的相关数据。本发明能够很好地用于光合仪的测试，且样本易获取、成本低、灵活性高。

Description

用于光合测试的模拟叶片及制备方法及测试光合仪的方法

技术领域

本发明涉及生物学仪器技术领域，特别是涉及用于光合测试的模拟叶片及制备方法及测试光合仪的方法。

背景技术

光合作用是地球上最重要的化学反应，也是植物的核心生命过程之一。对植物的光合作用进行测量一直是科研界的热点，相关测量技术也在不断发展。其中光合仪是最常用的光合作用测量仪器之一，在植物生理生态、农学、园艺等研究领域得到了广泛的应用。因此光合仪的测试就显得尤为重要。

光合仪在装配完成后或校准维护之后均需要进行运行测试，以保证仪器工作正常。光合仪的测量对象为活体植物叶片，测量参数为光合速率，即二氧化碳浓度的变化量及蒸腾速率，即水的变化量。因此现有的光合仪测试技术需要对活体植物叶片进行光合作用实际测量，根据得出的数据判断仪器是否正常工作。但现有的活体叶片测试技术存在很大的局限性，主要体现在活体植物叶片的光合活性会受植物品种、生长发育阶段、季节、栽培条件，如温度、光照、土壤水分、养分等多种因素的影响。因此要进行光合仪的正常测试需要生长状况良好的植物材料才能进行，如遇植物材料缺水、缺光、温度过高或过低、季节变化等导致叶片萎蔫、染病、变黄、脱落等都会导致光合仪测试无法进行。特别是北方地区冬季很难找到可供测试的叶片，即便是室内培养的植物在冬季也多处于休眠状态，其光合速率很低，无法满足光合仪的测试需要。如果为测试光合仪建设专门的温室用于培养植物，其成本极高。因此急需一种不依赖活体植物的，可轻易获取的低成本的光合仪测试方法。

发明内容

本发明目的是提供一种用于光合测试的模拟叶片及制备方法及测试光合仪的方法，提供一种不依赖活体植物的，可轻易获取的低成本的光合仪测试方法。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种用于光合测试的模拟叶片，包括：

吸水纸包，氢氧化钙；

所述氢氧化钙设置在所述吸水纸包内；

在所述吸水纸包内设置有所述氢氧化钙的部位上设置有流通孔，用于所述吸水纸包内的所述氢氧化钙与二氧化碳进行化合反应。

进一步优选的，

所述吸水纸包还包括：滤纸包。

本发明还提供一种模拟叶片的制备方法，包括：

步骤S10将氢氧化钙装入吸水纸包内；

步骤S20在所述吸水纸包装有所述氢氧化钙的部位设置流通孔。

本发明还提供一种测试光合仪的方法，

所述测试光合仪的方法包括：

步骤S10在所述模拟叶片上滴入预定量的水；

步骤S20将所述步骤S10滴入预定量水的模拟叶片放置在光合仪的测量室内；

步骤S30记录所述测量室内的相关数据。

进一步优选的，包括：

所述步骤S30的相关数据包括：

步骤S31记录测量室内二氧化碳浓度的变化值；

步骤S32记录测量室内水的变化值。

进一步优选的，

所述预定量的水滴入模拟叶片上包括：

在所述吸水纸包内装有所述氢氧化钙的部位上滴入所述预定量的水。

进一步优选的，

所述步骤S10预定量的水包括：去离子水，和/或蒸馏水。

进一步优选的，

所述步骤S31二氧化碳浓度变化的过程包括：

Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O。

通过本发明提供的一种用于光合测试的模拟叶片及制备方法及测试光合仪的方法，能够带来以下至少一种有益效果：

与现有技术相比，

1、本发明采用滤纸、碱石灰(主要成分是氢氧化钙)等制作成能够吸收CO2，同时释放H2O气，可模拟植物叶片的测试叶片，代替了传统的活体叶片，实现了对光合仪的测试，弥补了活体叶片测试的不足。

2、本发明提供的模拟叶片的制备方法的材料价格低廉，制备方法简单、便捷、对环境不会造成影响。

3、本发明通过测试二氧化碳浓度的变化计算光合速率，和滴入模拟叶片上水计算其蒸腾速率，通过两个参数的综合分析，对光合仪的测试更加真实可靠。

4、本发明的模拟活体叶片对光合仪的测试无需光照，节约了额外的光照成本。

5、本发明通过调节在光合仪测试室内氢氧化钙的数量，可以模拟出不同光合强度的植物叶片，使测试具有很高的灵活性。

6、本发明测试光合仪的方法使用的模拟叶片，是可以模拟植物叶片生理活性的模拟装置，代替了传统的活体叶片测定方法，不受植物品种、生长发育阶段、季节、栽培条件，如温度、光照、土壤水分、养分等因素的影响，无需培养植物，随时随地可以制作，大大提高了灵活性，同时大幅降低了成本。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种用于光合测试的模拟叶片及制备方法及测试光合仪的方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种测试光合仪的方法的实施例的流程图；

图2是本发明一种测试光合仪的方法的实施例的另一个流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

光合作用是地球上最重要的化学反应，也是植物的核心生命过程之一。(光合作用(Photosynthesis)，即光能合成作用，是指含有叶绿体的绿色植物、动物和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反应和碳反应(旧称暗反应)，利用光合色素，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。同时也有将光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。)对植物的光合作用进行测量一直是科研界的热点，相关测量技术也在不断发展。其中光合仪是最常用的光合作用测量仪器之一，在植物生理生态、农学、园艺等研究领域得到了广泛的应用。因此光合仪的测试就显得尤为重要。

光合仪在装配完成后或校准维护之后均需要进行运行测试，以保证仪器工作正常。光合仪的测量对象为活体植物叶片，测量参数为光合速率，即二氧化碳浓度的变化量及蒸腾速率，即水的变化量。因此现有的光合仪测试技术需要对活体植物叶片进行光合作用实际测量，根据得出的数据判断仪器是否正常工作。但现有的活体叶片测试技术存在很大的局限性，主要体现在活体植物叶片的光合活性会受植物品种、生长发育阶段、季节、栽培条件，如温度、光照、土壤水分、养分等多种因素的影响。因此要进行光合仪的正常测试需要生长状况良好的植物材料才能进行，如遇植物材料缺水、缺光、温度过高或过低、季节变化等导致叶片萎蔫、染病、变黄、脱落等都会导致光合仪测试无法进行。特别是北方地区冬季很难找到可供测试的叶片，即便是室内培养的植物在冬季也多处于休眠状态，其光合速率很低，无法满足光合仪的测试需要。如果为测试光合仪建设专门的温室用于培养植物，其成本极高。因此急需一种不依赖活体植物的，可轻易获取的低成本的光合仪测试方法。

本发明提供一种用于模拟光合测试的叶片的实施例，包括：

吸水纸包，氢氧化钙；

氢氧化钙设置在吸水纸包内；

在吸水纸包内设置有氢氧化钙的部位上设置有流通孔，用于吸水纸包内的氢氧化钙与二氧化碳进行化合反应。

具体的，在本实施例中提供的是一种用于检测光合仪正常参数所用的一种模拟叶片，由于受自然条件限制将活体植物用模拟叶片代替；模拟叶片的主要构成是碱石灰，而碱石灰的主要成分是氢氧化钙(还可以采用氢氧化钠、氢氧化钾等可与二氧化碳反应的化学药品均应在本发明的保护范围内)；在本实施例中利用氢氧化钙与二氧化碳之间的化学反应来模拟光合作用，在光合作用进行时主要是吸收二氧化碳，释放水，基于此原理制备的模拟叶片；将碱石灰用吸水纸包上，并在包有碱石灰的地方用专用工具或者其他工具扎几个小孔，使空气流通，从而模拟光合作用吸收空气中的二氧化碳；本实施例代替了传统的活体叶片，实现了对光合仪的测试，弥补了活体叶片测试的不足。

优选的，

吸水纸包还包括：滤纸包。

具体的，上一实施例中的吸水纸可以用滤纸制成。

本发明还提供一种模拟叶片的制备方法的实施例，包括：

步骤S10将氢氧化钙装入吸水纸包内；

步骤S20在吸水纸包装有氢氧化钙的部位设置流通孔。

具体的，

本发明还提供一种测试光合仪的方法的实施例，参考图1所示，

测试光合仪的方法包括：

步骤S10在模拟叶片上滴入预定量的水；

步骤S20将步骤S10滴入预定量水的模拟叶片放置在光合仪的测量室内；

步骤S30记录测量室内的相关数据。

具体的，本实施例中为实现对光合仪的测试，在上一实施例用一种模拟叶片代替活体叶片，其制备方法在本实施例中：将碱石灰用吸水纸包上，并在有碱石灰的地方用专用工具或者其他工具扎几个小孔，使空气流通，因为光合作用是吸收空气的二氧化碳；同时在包有碱石灰的滤纸上滴几滴水，将制备的模拟叶片放置在光合测试仪的测量室内，同时记录测量室内的相关参数的变化状态，根据参数分析光合仪的工作状况。本实施例提供的模拟叶片的制备方法的材料价格低廉，制备方法简单、便捷、对环境不会造成影响。

优选的，步骤S30的相关数据包括：

步骤S31记录测量室内二氧化碳浓度的变化值；

步骤S32记录测量室内水的变化值。

具体的，参考图2所示，在本实施例中实现对相关参数的记录，其他的步骤同上一实施例，由于光合作用是吸收空气的二氧化碳，因此利用氢氧化钙与二氧化碳之间的化学反应记录二氧化碳的吸收率，也即光合速率，也即在测试室内二氧化碳的浓度的变化，同时氢氧化钙与二氧化碳之间的化学反应生成的水，通过该水的蒸腾速率完成对光合仪的测试，由于氢氧化钙与二氧化碳之间反应后生成的水相对比较少，所以用在滤纸上滴水的方法计算蒸腾率。

优选的，预定量的水滴入模拟叶片上包括：

在吸水纸包内装有氢氧化钙的部位上滴入预定量的水。

优选的，步骤S10预定量的水包括：去离子水，和/或蒸馏水。

优选的，步骤S31二氧化碳浓度变化的过程包括：

Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O。

本发明还提供活体叶片不同季节的光合作用实测数据，以及模拟叶片的实测数据：

实施例一：

采用生长季室外植物叶片测量：

采用CI-340型光合仪，于6月份生长季节选择晴好天气于上午10点左右测定室外自然生长的植物叶片，测定结果如下：

由数据可知，生长季室外植物叶片的光合功能正常，光合与蒸腾较强，能够用于光合仪测试。但生长季节短，北方冬季无法获取。

实施例二：

使用冬季室内培养的植物叶片测量：

采用CI-340型光合仪，于1月份选择晴好天气于上午10点左右测定室内培养的植物叶片。由于室内光照较弱，测定时使用人工光源补光。测定结果如下：

由数据可知，冬季室内植物叶片光合与蒸腾都非常微弱，无法用于光合仪的测试。

实施例三：

使用模拟叶片方法测试：

采用CI-340型光合仪，使用本发明的模拟叶片测试方法进行测定。制作了3个模拟叶片，分别添加1粒、2粒和3粒碱石灰颗粒。测定结果如下：

通过以上数据进行相关的分析：

实施例一：6月夏季生长于室外的植物叶片光合作用正常，可用于光合仪的测试；

实施例二：1月冬季生长于室内的植物叶片光合速率和蒸腾速率都很低，受季节、光照等各种自然因素的影响时光合仪的测试不能正常进行；

实施例三：模拟叶片可以得到与夏季正常叶片相近的光合速率与蒸腾速率，可用于光合仪的测试；提供了3种不同碱石灰添加量的模拟叶片进行光合测试，随着碱石灰添加量的增加，二氧化碳光合速率也相应增加，同时模拟叶片不受入射光强的影响，无需额外增加光源。

由以上测试结果可知，与冬季室内培养的叶片相比，本发明的模拟叶片测试法可以很好地模拟活体植物叶片，与夏季室外生长的植物叶片光合数据相近。另外通过调整碱石灰的添加量，还可模拟不同光合强度的植物叶片，具有很高的灵活性。且模拟叶片无需照光，节省了额外的照光成本。因此本发明测试方法能够很好地用于光合仪的测试，且易获取、成本低、灵活性高。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于光合测试的模拟叶片，其特征在于，包括：

吸水纸包，氢氧化钙；

所述氢氧化钙设置在所述吸水纸包内；

在所述吸水纸包内设置有所述氢氧化钙的部位上设置有流通孔，用于所述吸水纸包内的所述氢氧化钙与二氧化碳进行化合反应。

2.根据权利要求1所述的用于光合测试的模拟叶片，其特征在于，

所述吸水纸包还包括：滤纸包。

3.一种模拟叶片的制备方法，其特征在于，包括：

步骤S10将氢氧化钙装入吸水纸包内；

步骤S20在所述吸水纸包装有所述氢氧化钙的部位设置流通孔。

4.一种测试光合仪的方法，其特征在于，应用如权利要求1-2任一所述的模拟叶片，所述测试光合仪的方法包括：

步骤S10在所述模拟叶片上滴入预定量的水；

步骤S20将所述步骤S10滴入预定量水的模拟叶片放置在光合仪的测量室内；

步骤S30记录所述测量室内二氧化碳浓度的变化值和测量室内水的变化值。

5.如权利要求4所述的测试光合仪的方法，其特征在于，所述预定量的水滴入模拟叶片上包括：

在所述吸水纸包内装有所述氢氧化钙的部位滴入所述预定量的水。

6.如权利要求4-5任一所述的测试光合仪的方法，其特征在于，所述步骤S10预定量的水包括：去离子水，和/或蒸馏水。

7.如权利要求4所述的测试 光合仪的方法，其特征在于，所述测量室内二氧化碳浓度变化的过程包括：

Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O。