CN108776200A - 一种测定枝条和根呼吸的装置 - Google Patents

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孙晓梅
陈东升
夏国威
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Abstract

本发明公开了一种测定枝条和根呼吸的装置，包括底座和土壤呼吸测定系统，所述底座为杯状，所述底座的侧壁上具有两个相对设置的圆形通孔，两个所述通孔用以供枝条或根穿过，所述土壤呼吸测定系统的呼吸室的下端与所述底座的杯口可拆卸连接。与现有技术相比，本发明结构简单，使用灵活，测定结果准确，能够实现对小直径枝条和根的呼吸测定。

Description

一种测定枝条和根呼吸的装置
技术领域
本发明涉及植物呼吸测定技术领域，特别是涉及一种测定枝条和根呼吸的装置。
背景技术
树木的生长代谢活动发生在所有活组织中，其生长、细胞活性和呼吸密切相连，因此，呼吸是揭示树木生产力变化的一个关键过程。树木自养呼吸大约能够消耗光合作用固碳的50％以上，树木呼吸的微小变化将对其净生产力产生巨大的影响。枝条呼吸是树木地上部分呼吸的重要组成部分，其年碳排放量和树干呼吸大致相等，对枝条呼吸的研究有助于我们进一步认识树木固碳能力和生产力形成机制。尽管枝条呼吸具有重要意义，但国内外对枝条呼吸研究较少，这主要是因为测定枝条呼吸的技术很难解决。
目前，枝条呼吸的测定方法主要是将枝条的一段用带有风扇的测定气室密封，在气室上设置进气口和出气口，通过红外气体分析仪测定出气口和进气口CO2浓度的差值，并结合气室体积和密封树枝表面积来计算枝条呼吸速率。然而这种方法的缺点在于：气室的改造繁琐，可移动性较差，不能很好地适应野外测量的需求。
申请号为03133609.4的中国专利公开了一种测定树干呼吸的方法，尽管这种方法通过轴衬扩展可以测定直径10cm以下的树干呼吸，但需要额外设置PVC管和轴衬，其结构复杂，操作不便，并且对于直径较小枝条的呼吸测定难以实现。
因此，如何提供一种测定枝条和根呼吸的装置，以简化测定操作过程，提高测定精度，并实现对小直径枝条和根的呼吸测定，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种测定枝条和根呼吸的装置，以简化测定操作过程，提高测定精度，并实现对小直径枝条的呼吸测定。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种测定枝条和根呼吸的装置，包括底座和土壤呼吸测定系统，所述底座为杯状，所述底座的侧壁上具有两个相对设置的圆形通孔，两个所述通孔用以供枝条或根穿过，所述土壤呼吸测定系统的呼吸室的下端与所述底座的杯口可拆卸连接。
优选地，所述底座的材质为有机玻璃，所述底座的外表面覆盖有遮阳层。
优选地，所述遮阳层为背胶锡箔纸。
优选地，所述底座包括两个形状相同的半杯结构，所述半杯结构包括一半圆柱状的壁面和一半圆形的底板，两个所述底板转动连接，两个所述壁面的接缝处通过扣件可拆卸连接，两个所述通孔分别设置于两个所述壁面的两个接缝上，所述壁面的接缝将每个所述通孔分为两个半圆孔。
优选地，所述底板的接缝处、所述壁面的接缝处以及所述呼吸室与所述底座的连接处均设置有密封材料。
优选地，所述底板的接缝处的密封材料、所述壁面的接缝处的密封材料和所述呼吸室与所述底座连接处的密封材料均为海绵胶垫。
优选地，两个所述底板通过合页结构转动连接。
优选地，所述土壤呼吸测定系统采用Li-8100A型。
优选地，还包括弹性绳，所述弹性绳的一端设置于所述底座上，所述弹性绳的另一端与所述土壤呼吸测定系统可拆卸连接。
优选地，所述弹性绳的另一端设置挂钩，所述土壤呼吸测定系统上设置有用以卡住所述挂钩的铁丝环。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1、本发明测定精度高，测定时间短，使用灵活，能够很好地适应野外测量的需要；
2、底座的制作工艺简单，所使用材料为有机玻璃，该材料易于购买和加工且成本较低；
3、可以预先根据枝条直径制定多个底座，可用于大量样品的测定；
4、该测定装置也可以应用到根呼吸的测定。
附图说明
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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。
图1为本发明测定枝条和根呼吸的装置中底座的结构示意图；
图2为本发明测定枝条和根呼吸的装置中底座插入枝条后的结构示意图；
图3为本发明测定枝条和根呼吸的装置整体结构示意图；
附图标记说明：1底座；11壁面；12底板；13扣件；14合页结构；2土壤呼吸测定系统；21呼吸室。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种测定枝条和根呼吸的装置，以简化测定操作过程，提高测定精度，并提高对不同直径枝条的适应性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本实施例提供一种测定枝条和根呼吸的装置，包括底座1和土壤呼吸测定系统2，土壤呼吸测定系统2的呼吸室21的下端与底座1的杯口可拆卸连接。底座1为杯状，底座1的侧壁上具有两个相对设置的圆形通孔，两个通孔用以供枝条或根穿过。
以枝条呼吸测定为例，将枝条安装好后，使呼吸室21的下端与底座1的杯口相连，随后按照现有技术中测定土壤呼吸的步骤测定枝条呼吸即可。枝条呼吸测定后，用数显游标卡尺测定底座1所夹枝条直径和长度，计算出其表面积S'和体积V'，然后根据土壤呼吸测定系统2所提供的通量计算公式对测定数据进行修正，即可得到枝条单位表面积的呼吸速率。
本实施例中，土壤呼吸测定系统2为Li-8100A型，呼吸室21采用102呼吸室。其修正公式如下：
其中，Fc为枝条单位面积的呼吸速率(μmol·m-2·s-1)，V为整个测定系统的总体积(含底座1)(cm3)，P0为初始大气压(kPa)，W0为初始水分浓度(mmol·mol-1)，T0为初始气温(℃)，去除水分后CO2变化的初始速率(μmol·mol-1)。本领域技术人员也可根据实际需要选用其它型号的土壤呼吸测定系统，只要能实现枝条呼吸测定即可。
进一步的，底座1包括两个形状相同的半杯结构，半杯结构包括一半圆柱状的壁面11和一半圆形的底板12。两个底板12转动连接，两个壁面11的接缝处通过扣件13可拆卸连接。两个通孔分别设置于两个壁面11的两个接缝上，壁面11的接缝将每个通孔分为两个半圆孔。本实施例中，两个底板12通过合页结构14转动连接。
上述底座1可采用如下方法制得：步骤一、取内径10cm，管壁厚0.5cm的圆柱状有机玻璃管，截取6.5cm长；步骤二、取壁厚0.5cm的有机玻璃板，截取两个直径为11cm的半圆形的底板12；步骤三、将截取的圆柱状有机玻璃管从中间切割成两个大小相同的半圆柱状的壁面11，利用有机玻璃专用胶水将两个半圆形的底板12分别与两个半圆柱状的壁面11粘接在一起，形成两个半杯结构；步骤四、采用合页使两个半圆形的底板12转动连接，在两个壁面11的纵向接缝处打两个半径2cm圆形通孔，两个通孔在同一高度；在通孔上方1cm处安装扣件13。
为了提高整体密封性，从而提高测定精度，本实施例在底板12的接缝处、壁面11的接缝处以及呼吸室21与底座1的连接处均设置有密封材料(图中未画出)。本实施例中，该密封材料为海绵胶垫，本领域技术人员也可选用其它密封材料。
为了进一步提高整体密封性，本实施例还设置有弹性绳(图中未画出)，弹性绳的一端固定于底座1的下表面，弹性绳的另一端与土壤呼吸测定系统2可拆卸连接。具体的，弹性绳的另一端设置挂钩，土壤呼吸测定系统2上设置有用以卡住挂钩的铁丝环(图中未画出)，通过挂钩与铁丝环的挂接将底座1和土壤呼吸测定系统2结合为一个整体，并施加夹紧力，提高两者结合处的密封性。
更进一步的，在将底座1和土壤呼吸测定系统2结合为一个整体后，可在土壤呼吸测定系统2上安装挂装结构，从而将整个测定枝条和根呼吸的装置固定在其它枝条上，确保土壤气室稳定不倾斜。该挂装结构的形式有多种，本实施例选用松紧绳作为挂装结构(图中未画出)。
另外，为了避免其它因素对枝条呼吸作用的影响，本实施例在底座1的外表面覆盖有遮阳层(图中未画出)，用以避免阳光直射导致底座1内温度升高，也可避免枝条的光合作用。本实施例中，遮阳层优选为背胶锡箔纸，本领域技术人员也可选用其它遮阳材料。
以8年生日本落叶松为研究对象，使用本实施例提供的测定枝条和根呼吸的装置，在2014年10月至2015年9月测定了上、中、下冠层的枝呼吸，结果见表1；在相同时间段内使用相同的装置，并使用相同的测定方法，测定了日本落叶松根呼吸随季节的变化，结果见表2(表1和表2中的呼吸单位：μmol·m-2·s-1)。
表1
表2
根据表1可以得出，采用本实施例提供的测定枝条和根呼吸的装置可以确定枝条呼吸的时空变化，为枝条呼吸的测定提供了科学依据；根据表2可以得出，本实施例提供的测定枝条和根呼吸的装置同样适用于测定根呼吸。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种测定枝条和根呼吸的装置，其特征在于，包括底座和土壤呼吸测定系统，所述底座为杯状，所述底座的侧壁上具有两个相对设置的圆形通孔，两个所述通孔用以供枝条或根穿过，所述土壤呼吸测定系统的呼吸室的下端与所述底座的杯口可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的测定枝条和根呼吸的装置，其特征在于，所述底座的材质为有机玻璃，所述底座的外表面覆盖有遮阳层。
3.根据权利要求2所述的测定枝条和根呼吸的装置，其特征在于，所述遮阳层为背胶锡箔纸。
4.根据权利要求1所述的测定枝条和根呼吸的装置，其特征在于，所述底座包括两个形状相同的半杯结构，所述半杯结构包括一半圆柱状的壁面和一半圆形的底板，两个所述底板转动连接，两个所述壁面的接缝处通过扣件可拆卸连接，两个所述通孔分别设置于两个所述壁面的两个接缝上，所述壁面的接缝将每个所述通孔分为两个半圆孔。
5.根据权利要求4所述的测定枝条和根呼吸的装置，其特征在于，所述底板的接缝处、所述壁面的接缝处以及所述呼吸室与所述底座的连接处均设置有密封材料。
6.根据权利要求5所述的测定枝条和根呼吸的装置，其特征在于，所述底板的接缝处的密封材料、所述壁面的接缝处的密封材料和所述呼吸室与所述底座连接处的密封材料均为海绵胶垫。
7.根据权利要求4所述的测定枝条和根呼吸的装置，其特征在于，两个所述底板通过合页结构转动连接。
8.根据权利要求1所述的测定枝条和根呼吸的装置，其特征在于，所述土壤呼吸测定系统采用Li-8100A型。
9.根据权利要求1所述的测定枝条和根呼吸的装置，其特征在于，还包括弹性绳，所述弹性绳的一端设置于所述底座上，所述弹性绳的另一端与所述土壤呼吸测定系统可拆卸连接。
10.根据权利要求9所述的测定枝条和根呼吸的装置，其特征在于，所述弹性绳的另一端设置挂钩，所述土壤呼吸测定系统上设置有用以卡住所述挂钩的铁丝环。
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