CN108901490A - 一种用于测定植物功能性状可塑性响应的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测定植物功能性状可塑性响应的装置，涉及植物生理生态学领域；用于精确测定多种植物功能性状对不同环境变化的可塑性响应。包括：至少一个叶室，用于与同一植株的不同枝条对应连接；微环境控制系统，与所述叶室对应连接，用于对所述叶室进行持续换气操作，以改变所述叶室的微环境参数；多通道碳水交换测定系统，与所述叶室连接，用于获取所述叶室中的测定气体，并根据所述测定气体确定碳水交换速率；数据采集器，分别与所述微环境控制系统和所述多通道碳水交换测定系统连接，用于采集所述微环境参数和所述碳水交换速率，并根据所述微环境参数和所述碳水交换速率，确定植物功能性状的可塑性响应。

Description

一种用于测定植物功能性状可塑性响应的装置

技术领域

本发明涉及植物生理生态学领域，具体涉及一种用于测定植物功能性状可塑性响应的装置。

背景技术

植物功能性状对环境变化的可塑性响应对于植物生理生态学研究及植物对气候变化响应的研究具有非常重要的意义。植物在进化过程中，会根据环境变化改变自身的外在表型和自身的基因水平，来适应环境变化；这种现象称为植物功能性状对环境变化的可塑性响应(英文：plasticity)。通常情况下，可通过测定植物功能性状如物候、碳水交换速率、叶片碳氮磷等养分含量和比叶面积等随着环境变化而发生的改变，来反映植物功能性状的可塑性响应。目前，通过测定同一物种的不同个体在不同环境梯度下的碳水化合物含量变化来反映该物种的功能性状的可塑性响应往往混杂了基因水平的差异，可能会高估或低估该物种功能性状的可塑性响应，故无法准确的地测定植物功能性状的可塑性响应。

发明内容

本发明实施例提供一种用于测定植物功能性状可塑性响应的装置，用于精确测定多种植物功能性状对不同环境变化的可塑性响应。

本发明实施例提供一种用于测定植物功能性状可塑性响应的装置，包括：

至少一个叶室，用于与同一植株的不同枝条对应连接；

微环境控制系统，与所述叶室对应连接，用于对所述叶室进行持续换气操作，以改变所述叶室的微环境参数；

多通道碳水交换测定系统，与所述叶室连接，用于获取所述叶室中的测定气体，并根据所述测定气体确定碳水交换速率；

数据采集器，分别与所述微环境控制系统和所述多通道碳水交换测定系统连接，用于采集所述微环境参数和所述碳水交换速率，并根据所述微环境参数和所述碳水交换速率，确定植物功能性状的可塑性响应。

优选地，所述微环境控制系统包括：

高温水浴锅，用于提高换气气体的水汽浓度；

恒温水浴锅，与所述高温水浴锅连接，用于调节所述换气气体的温度；所述恒温水浴锅的温度低于所述高温水浴锅的温度；

水汽浓度控制部件，包括第一流速控制通道和第二流速控制通道，还包括第一进气口和第一出气口，用于通过控制所述第一流速控制通道和所述第二流速控制通道，调节输出的所述换气气体中的水汽浓度；

其中，所述第一流速控制通道内设有干燥剂，用于降低所述第一流速控制通道中的水汽浓度；所述第一流速控制通道和所述第二流速控制通道均分别连接至所述第一进气口和所述第一出气口；所述第一进气口与所述恒温水浴锅连接；

二氧化碳浓度控制部件，包括第三流速控制通道和第四流速控制通道，还包括第二进气口和第二出气口，用于通过控制所述第三流速控制通道和所述第四流速控制通道，调节输出的所述换气气体中的二氧化碳浓度；

其中，所述第三流速控制通道内设有二氧化碳浓度调节单元，用于调节所述第三流速控制通道中的二氧化碳浓度；所述第三流速控制通道和所述第四流速控制通道均分别连接至所述第二进气口和所述第二出气口；所述第二进气口与所述第一出气口连接；换气电磁阀组，包括至少一个换气电磁阀；所述换气电磁阀与所述第二出气口对应连接，并与所述叶室连接，对所述叶室进行换气操作；所述换气电磁阀还与所述多通道碳水交换测定系统电联接。

优选地，所述微环境控制系统还包括电动推拉杆，与所述叶室连接，用于控制所述叶室的自动开启或关闭。

优选地，所述微环境控制系统还包括空气温湿度探头，设置在所述叶室内，且通过通信方式与所述数据采集器连接，用于获取所述叶室的温度数据和所述叶室的湿度数据；

所述二氧化碳分析仪还用于获取并将所述叶室中的测定气体的二氧化碳浓度数据发送至所述数据采集器。

优选地，所述微环境控制系统还包括第一气泵、第一导气管和第一过滤器；

所述恒温水浴锅通过所述第一导气管分别与所述高温水浴锅和所述水汽浓度控制部件连接；所述二氧化碳浓度控制部件通过所述第一导气管分别与所述水汽浓度控制部件和所述换气电磁阀组连接；

所述第一气泵的一端通过所述第一导气管与所述高温水浴锅连接，用于将所述换气气体抽入所述高温水浴锅中；

所述第一过滤器设置在所述第一气泵的另一端，用于过滤所述换气气体中的固体颗粒。

优选地，所述多通道碳水交换测定系统包括：

二氧化碳分析仪，用于获取所述测定气体，并根据所述测定气体确定所述叶室内的碳水交换速率；

进气电磁阀组，包括至少一个进气电磁阀；所述进气电磁阀通过第一连接部件与所述二氧化碳分析仪连接，并与所述叶室连接，用于将所述测定气体从所述叶室中输送至所述二氧化碳分析仪中；

出气电磁阀组，包括至少一个出气电磁阀；所述出气电磁阀通过第二连接部件与所述二氧化碳分析仪连接，并与所述叶室连接，用于将所述测定气体从所述二氧化碳分析仪中输送回所述叶室中；其中，与同一个叶室连接的进气电磁阀和出气电磁阀通过所述二氧化碳分析仪互通；

多通道时间继电器，分别与所述进气电磁阀组、所述出气电磁阀组和所述换气电磁阀电联接，用于控制所述进气电磁阀组、所述出气电磁阀组和所述换气电磁阀的工作顺序。

优选地，所述多通道碳水交换测定系统还包括第二气泵、第二导气管和第二过滤器；

所述二氧化碳分析仪通过所述第二导气管分别与所述进气电磁阀组和所述出气电磁阀组连接；且所述叶室通过所述第二导气管分别与所述进气电磁阀组和所述出气电磁阀组连接；

所述第二气泵设置在所述进气电磁阀组和所述二氧化碳分析仪之间；

所述第二过滤器设置在所述第二气泵和所述二氧化碳分析仪之间，用于过滤所述测定气体中的固体颗粒。

优选地，所述第一连接部件包括一个出气口和至少一个进气口，所述第二连接部件包括一个进气口和至少一个出气口。

优选地，所述叶室还设有支架和风扇；所述支架设置在所述叶室下方，用于调节所述叶室高度；所述风扇设置在所述叶室内侧，用于将所述测定气体混合均匀。

优选地，所述叶室还设有遮阳网和光量子传感器，所述遮阳网覆盖在所述叶室上方，用于调节所述叶室的光强，所述光量子传感器设置在所述叶室内侧，用于获取所述叶室内的光强数据。本发明实施例提供用于测定植物功能性状可塑性响应的装置，包括：至少一个叶室、微环境控制系统、多通道碳水交换测定系统和数据采集器。本发明实施例通过将同一植株的不同部位放入不同的叶室中，通过微环境控制系统改变各个叶室的微环境，使得各个叶室的微环境不同，然后通过多通道碳水交换测定系统测定各个叶室内的碳水交换速率；进而根据各个叶室的碳水交换速率和各个叶室的微环境参数，确定植物功能性状对环境变化的可塑性响应。这样，减少了同一物种不同个体之间基因水平差异的影响，提高了测定植物功能性状的可塑性响应的准确性。

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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例提供的一种用于测定植物功能性状可塑性响应的装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种微环境控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种多孔器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种叶室的结构示意图。

图中：1为第一流速控制通道，2为第二流速控制通道，3为第三流速控制通道，4为第四流速控制通道，5为叶室，6为支架，7为风扇，8为遮阳网，9为光量子传感器，10为电动推拉杆。

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。

如图1所示，为本发明实施例提供一种用于测定植物功能性状可塑性响应的装置。该用于测定植物功能性状可塑性响应的装置包括：

至少一个叶室，用于与同一植株的不同枝条对应连接。

微环境控制系统，与叶室对应连接，用于对叶室进行持续换气操作，以改变叶室的微环境参数。

多通道碳水交换测定系统，与叶室连接，用于获取叶室中的测定气体，并根据测定气体确定碳水交换速率。

数据采集器，分别与微环境控制系统和多通道碳水交换测定系统连接，用于采集微环境参数和碳水交换速率，并根据微环境参数和碳水交换速率，确定植物功能性状的可塑性响应。

在通常情况下，可通过测定植物叶片功能性状随着微环境变化而发生的改变，来反映其对环境变化的可塑性响应。本发明实施例除获取碳水交换速率外还可以结合物候、叶片碳氮磷含量、比叶面积和养分回收利用率来反映多种植物功能性状的可塑性响应。

其中，测定气体是指叶室内的气体。碳水交换速率是指植物光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的速率。换气操作是指将叶室内原有的气体从叶室中置换出来，并将换气气体置换至叶室内；其中，换气气体的来源可以为大气，通过微环境控制系统的处理产生不同微环境参数的气体，来实现改变不同叶室微环境处理的效果。

在实际应用中，由于同一植物的不同部位的基因型是一致的；这样，通过在同一植物的不同枝条安装叶室，并通过微环境控制系统来改变各个叶室的微环境，使得各个叶室的微环境不同，进而测定该同一植物的不同枝条的植物功能性状，避免了同一物种不同个体的之间的基因水平的差异，从而能够真实反映植物功能性状对环境变化的可塑性响应。基于此，本发明实施例通过多通道碳水交换测定系统分别获取各个叶室内的测定气体，根据叶室的测定气体获取自身内部枝条的碳水交换速率，进而将碳水交换速率发送至数据采集器，数据采集器根据碳水交换速率和微环境参数确定植物功能性状的可塑性。

基于此，如图2所示，为一种微环境控制系统的结构示意图。其中，图2是以叶室与一个恒温水浴锅、一个水汽浓度控制部件和一个二氧化碳浓度控制部件连接为例说明的。优选地，微环境控制系统包括：

高温水浴锅，用于提高换气气体的水汽浓度。

恒温水浴锅，与高温水浴锅连接，用于调节换气气体的温度；恒温水浴锅的温度低于高温水浴锅的温度。

水汽浓度控制部件，包括第一流速控制通道1和第二流速控制通道2，还包括第一进气口和第一出气口，用于通过控制第一流速控制通道1和第二流速控制通道2，调节输出的换气气体中的水汽浓度。

其中，第一流速控制通道1内设有干燥剂，用于降低第一流速控制通道1中的水汽浓度；第一流速控制通道1和第二流速控制通道2均分别连接至第一进气口和第一出气口；第一进气口与恒温水浴锅连接。

示例的，开启第一流速控制通道，使得换气气体全部通过第一流速控制通道，由于第一流速控制通道1内含干燥剂，降低换气气体的湿度为0。或，开启第二流速控制通道，使得换气气体全部通过第二流速控制通道，由于第二流速控制通道没有干燥剂，换气气体的湿度不变。在实际操作中我们可以通过设置第一流速通道和第二流速通道的流速的相对大小来实现任意调节换气气体水汽浓度的效果。

二氧化碳浓度控制部件，包括第三流速控制通道3和第四流速控制通道4，还包括第二进气口和第二出气口，用于通过控制第三流速控制通道3和第四流速控制通道4，调节输出的换气气体中的二氧化碳浓度。

其中，第三流速控制通道内设有二氧化碳浓度调节单元，用于调节第三流速控制通道3中的二氧化碳浓度；第三流速控制通道3和第四流速控制通道4均分别连接至第二进气口和第二出气口；第二进气口与第一出气口连接。

二氧化碳浓度调节单元为苏打或二氧化碳发生器。示例的，开启第三流速控制通道，使得换气气体全部通过第三流速控制通道，由于第三流速通道内含苏打，降低气气体的二氧化碳浓度；或由于第三流速通道内含二氧化碳发生器，增加换气气体的二氧化碳浓度。在实际操作中我们可以通过设置第三流速通道和第四流速通道的流速的相对大小来实现任意调节换气气体二氧化碳浓度的效果。

换气电磁阀组，包括至少一个换气电磁阀；换气电磁阀与第二出气口对应连接，并与叶室连接，对叶室进行换气操作；换气电磁阀还与多通道碳水交换测定系统电联接。

优选地，微环境控制系统还包括电动推拉杆，与叶室连接，用于控制叶室的自动开启或关闭。其中，对电动推拉杆供电时，电动推拉杆关闭叶室；对电动推拉杆断电时，电动推拉杆开启叶室。

需要说明的是，本发明实施例对于第一流速控制通道1的流速、第二流速控制通道2的流速、第三流速控制通道3的流速和第四流速控制通道4的流速不进行限定。示例的，换气气体可完全通过第一流速控制通道1或第二流速控制通道2；也可以完全通过第三流速控制通道3或第四流速控制通道4；也可以任意改变第一流速通道和第二流速通道的流速比例，第三流速通道和第四流速通道的流速比例。

本发明实施例对于高温水浴锅的温度和恒温水浴锅的温度不进行限定；示例的，高温水浴锅的温度为35摄氏度；恒温水浴锅的温度可以为35度以下的多个温度梯度。

其中，水汽浓度控制部件的第一流速控制通道1和第二流速控制通道2中的任一通道内含干燥器。本发明实施例对于干燥剂所处的位置不进行限定。为了便于描述，本发明实施例是以第一流速控制通道1内含干燥器为例说明的。

二氧化碳浓度控制单元为苏打或二氧化碳发生器；苏打用于吸收换气气体中的二氧化碳，来降低换气气体的二氧化碳浓度；二氧化碳发生器用于释放二氧化碳，来增加换气气体的二氧化碳浓度。与水汽浓度控制部件类似，本发明实施例对于二氧化碳浓度控制单元所处的位置不进行限定。为了便于描述，本发明实施例是以第三流速控制通道3内含二氧化碳浓度控制单元为例说明的。

换气电磁阀为常开电磁阀，即断电时通路打开，通电时通路关闭，包括一个进气口和一个出气口；换气电磁阀通电时，换气电磁阀的进气口和出气口关闭，同时对电动推拉杆供电关闭叶室，进行碳水交换速率测定；换气电磁阀组断电时，换气电磁阀的进气口和出气口导通，同时对电动推拉杆断电打开叶室，对叶室进行换气。

在改变叶室的微环境参数后，为了准确获得叶室的微环境参数，优选地，微环境控制系统还包括空气温湿度探头，设置在叶室内，且通过通信方式与数据采集器连接，用于获取叶室的温度数据和叶室的湿度数据。

二氧化碳分析仪还用于获取并将叶室中的测定气体的二氧化碳浓度数据发送至数据采集器。这样，可以实现实时向数据采集器反馈叶室的温度数据、湿度数据和二氧化碳浓度数据。

为了便于连接，优选地，微环境控制系统还包括第一气泵、第一导气管和第一过滤器。

恒温水浴锅通过第一导气管分别与高温水浴锅和水汽浓度控制部件连接；二氧化碳浓度控制部件通过第一导气管分别与水汽浓度控制部件和换气电磁阀组连接。

第一气泵的一端通过第一导气管与高温水浴锅连接，用于将换气气体抽入高温水浴锅中；第一过滤器设置在第一气泵的另一端，用于过滤换气气体中的固体颗粒。

其中，过滤器位于气泵之前，这样，可以减少叶室中的颗粒物对二氧化碳分析仪的损害，以及减小换气气体中的固体颗粒对于测定碳水交换速率的误差。

在实际应用中，微环境控制系统包括一个高温水浴锅、至少一个恒温水浴锅、至少一个水汽浓度控制部件、至少一个二氧化碳浓度控制部件和一个换气电磁阀组。

其中，不同的恒温水浴锅的温度不同。

各个恒温水浴锅与至少一个水汽浓度控制部件连接。

各个水汽浓度控制部件至少与一个二氧化碳浓度控制部件连接；不同二氧化碳浓度控制部件中的二氧化碳浓度控制单元的含量或种类不同。

二氧化碳浓度控制部件与换气电磁阀一一对应连接。换气电磁阀与叶室一一对应连接。

这样，换气气体首先通过高温水浴锅，增加换气气体的水汽浓度，便于换气气体在通过恒温水浴锅时处于水汽饱和状态；

其次通过需要不同温度的恒温水浴锅，调节换气气体的温度并使得换气气体处于水汽饱和状态，获取多个温度梯度下的水汽饱和气体；

然后通过水汽浓度控制部件，改变换气气体的水汽浓度，在每个温度梯度上获取不同水汽浓度的气体；

进而通过二氧化碳浓度控制部件，改变换气气体的二氧化碳浓度，获取每个温度梯度水汽浓度下二氧化碳浓度不同的气体，从而产生不同环境参数的换气气体；

最后换气气体通过换气电磁阀组进入各个叶室中。

在改变各个叶室的微环境的同时，为了提高获取各个叶室的碳水交换速率的效率，优选地，多通道碳水交换测定系统包括：

二氧化碳分析仪，用于获取测定气体，并根据测定气体确定叶室内的碳水交换速率。

进气电磁阀组，包括至少一个进气电磁阀；进气电磁阀通过第一连接部件与二氧化碳分析仪连接，并与叶室连接，用于将测定气体输送至二氧化碳分析仪中。

出气电磁阀组，包括至少一个出气电磁阀；出气电磁阀通过第二连接部件与二氧化碳分析仪连接，并与叶室连接，用于将测定气体从二氧化碳分析仪中输送回叶室中；其中，与同一个叶室连接的进气电磁阀和出气电磁阀通过二氧化碳分析仪互通。

多通道时间继电器，分别与进气电磁阀组、出气电磁阀组和换气电磁阀电联接，用于控制进气电磁阀组、出气电磁阀组和换气电磁阀组的工作顺序。

其中，进气电磁阀组、出气电磁阀组和换气电磁阀组通过导气管分别与叶室连接；进气电磁阀、出气电磁阀和换气电磁阀分别包括一个进气口和一个出气口。

进气电磁阀和出气电磁阀为常闭电磁阀，对进气电磁阀和出气电磁阀供电时，进气电磁阀和出气电磁阀各自的进气口和出气口导通，对叶室中的测定气体进行测定。对进气电磁阀和出气电磁阀断电时，进气电磁阀和出气电磁阀各自的进气口和出气口不导通。

换气电磁阀为常开电磁阀，对换气电磁阀供电时，换气电磁阀的进气口和出气口不导通。对换气电磁阀断电时，换气电磁阀的进气口和出气口导通，对叶室进行换气。

其中，多通道时间继电器与电动推拉杆连接，用于控制电动推拉杆开启或关闭叶室。

在实际应用中，多通道时间继电器可以通过设置电磁阀(包括换气电磁阀、出气电磁阀和出气电磁阀)的电磁阀序号来控制进气电磁阀、出气电磁阀和换气电磁阀工作。其中，进气电磁阀的电磁阀序号、出气电磁阀的电磁阀序号和换气电磁阀的序号相同，保证逐一获取n个叶室的测定气体。其中，n≥1，且n为正整数。

为了清楚地说明多通道时间继电器控制进气电磁阀、出气电磁阀和微环境控制系统的工作顺序，其中，电磁阀n为与第n个叶室连接的电磁阀；n≥1，且n为正整数。电动推拉杆n为与第n个叶室连接的电动推拉杆；n≥1，且n为正整数。具体的，多通道时间继电器控制电磁阀的具体实现方式包括以下步骤：

1)多通道时间继电器给进气电磁阀1、出气电磁阀1、换气电磁阀1和电动推拉杆1同时供电，电动推拉杆1关闭第一个叶室，使得第一个叶室的测定气体通过进气电磁阀1被抽到二氧化碳分析仪中，二氧化碳分析仪获取第一个叶室的测定气体的碳水交换速率；然后第一个叶室的测定气体经过出气电磁阀1返回到第一个叶室中；一个测定周期后，对进气电磁阀1和出气电磁阀1断电。此时，换气电磁阀1不导通，除第一个叶室之外的其他叶室因换气电磁阀导通并执行换气过程。

2)进气电磁阀1、出气电磁阀1、换气电磁阀1和推拉杆1断电后，多通道时间继电器给进气电磁阀2、出气电磁阀2、换气电磁阀2和推拉杆2同时供电，电动推拉杆2关闭第二个叶室，使得第二个叶室的测定气体通过进气电磁阀2被抽到二氧化碳分析仪中，二氧化碳分析仪获取第二个叶室的测定气体的碳水交换速率；然后第二个叶室的测定气体经过出气电磁阀2返回到第二个叶室中；此时，换气电磁阀2不导通，除第二个叶室之外的其他叶室因换气电磁阀导通并执行换气过程；

以此类推直至对第n个叶室进行碳水交换速率测定结束。

在上述步骤中，同一个叶室不能同时执行换气操作和碳水交换速率的测定，即一共有n个叶室，其中1个叶室的进气电磁阀和出气电磁阀和二氧化碳分析仪连通并执行测定过程时，其他所有叶室均处于换气过程。

多通道时间继电器对换气电磁阀、进气电磁阀、出气电磁阀和电动推拉杆同时断电，结束对叶室的测定；其中，电动推拉杆断电后打开叶室，以及换气电磁阀断电后导通，对叶室进行换气。需要说明的是，本发明实施例对于测定周期的时长不进行限定，示例的，换气周期可以是2min。

为了便于连接，优选地，多通道碳水交换测定系统还包括第二气泵、第二导气管和第二过滤器。二氧化碳分析仪通过第二导气管分别与进气电磁阀组和出气电磁阀组连接；且叶室通过第二导气管分别与进气电磁阀组和出气电磁阀组连接。

第二气泵设置在进气电磁阀组和二氧化碳分析仪之间；

第二过滤器设置在第二气泵和二氧化碳分析仪之间，用于过滤测定气体中的固体颗粒。

为了减小测定的上一个叶室的记忆效应带来的误差，即该上一个叶室在多通道碳水交换测定系统中残留的测定气体对于此时被测的叶室的影响，需要减小多通道碳水交换测定系统的体积，优选地，第一连接部件包括一个出气口和至少一个进气口，第二连接部件包括一个进气口和至少一个出气口。

在实际应用中，第一连接部件的出气口与二氧化碳分析仪连接，第一连接部件的进气口通过进气电磁阀分别与叶室对应连接。

第二连接部件的进气口与二氧化碳分析仪连接，第二连接部件的出气口通过出气电磁阀与叶室对应连接。

其中，第一连接部件和第二连接部件均为多孔器，多孔器包括至少一个进气口和至少一个出气口；具体的如图3所示，为一种多孔器的结构示意图。图3是以多孔器包括一个进气口a1和五个出气口为例说明的；其中，出气口分别为b1、b2、b3、b4和b5。基于此，可通过减小多孔器的体积，也就是说，减小第一连接部件的出气口和第二连接部件的进气口的长度，来减小上一个叶室在多通道碳水交换测定系统中残留的测定气体对于此时被测的叶室的影响。

进一步的，还可以减小多孔器与二氧化碳分析仪之间的第二导气管的长度，来减小上一个叶室中的测定气体对于正在测定的叶室的影响。

进一步的，在微环境控制系统中，高温水浴锅、恒温水浴锅、水汽浓度控制部件和二氧化碳浓度控制部件之间可通过多孔器连接。

优选地，叶室还设有支架和风扇；支架设置在叶室下方，用于调节叶室高度；风扇设置在叶室内侧，用于将测定气体混合均匀。

在实际应用中，支架包括高度调节单元，用于调节叶室高度。可根据植株的高度，调节叶室的高度，从而最大程度上提高叶室的场景适用性。其中，叶室包括通孔，用于使枝条穿过该通孔进入叶室。进一步的，叶室的通孔开口处包括软硅胶，用于提高叶室的密闭性，且不会伤害枝条。

风扇，用于将叶室内的气体混合均匀，减少叶室内测定气体的二氧化碳浓度分布不均引起测定碳水交换速率的误差。

优选地，叶室还设有遮阳网和光量子传感器，遮阳网覆盖在叶室上方，用于调节叶室的光强，光量子传感器设置在叶室内侧，用于获取叶室内的光强数据。具体如图4所示，为本发明实施例提供的一种叶室的结构示意图。

在实际应用中，遮阳网覆盖在叶室上。可通过调节遮阳网覆盖在叶室的层数，来控制叶室的光强，然后通过光量子传感器测定叶室的光强。

其中，光量子传感器位于叶室内，且通过通信方式与数据采集器连接，便于将叶室的光强发送至数据采集器。这样，数据采集器可根据叶室的光强，来确定光环境的具体变化，用于计算植物功能性状对光强变化的可塑性。

进一步的，本发明实施例提供的用于测定植物功能性状可塑性响应的装置还包括：供电系统，分别与微环境控制系统、多通道碳水交换测定系统和数据采集器电联接。

本发明实施例通过将同一植株的不同部位放入不同的叶室中，通过微环境控制系统改变各个叶室的微环境，使得各个叶室的微环境不同，然后通过多通道碳水交换测定系统测定各个叶室内的碳水交换速率；进而根据各个叶室的碳水交换速率和各个叶室的微环境参数，确定植物功能性状对环境变化的可塑性响应。这样，减少了同一物种不同个体之间基因水平差异的影响，提高了测定植物功能性状的可塑性响应的准确性。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于测定植物功能性状可塑性响应的装置，其特征在于，包括：

至少一个叶室，用于与同一植株的不同枝条对应连接；

微环境控制系统，与所述叶室对应连接，用于对所述叶室进行持续换气操作，以改变所述叶室的微环境参数；

多通道碳水交换测定系统，与所述叶室连接，用于获取所述叶室中的测定气体，并根据所述测定气体确定碳水交换速率；

数据采集器，分别与所述微环境控制系统和所述多通道碳水交换测定系统连接，用于采集所述微环境参数和所述碳水交换速率，并根据所述微环境参数和所述碳水交换速率，确定植物功能性状的可塑性响应。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微环境控制系统包括：

高温水浴锅，用于提高换气气体的水汽浓度；

恒温水浴锅，与所述高温水浴锅连接，用于调节所述换气气体的温度；所述恒温水浴锅的温度低于所述高温水浴锅的温度；

水汽浓度控制部件，包括第一流速控制通道和第二流速控制通道，还包括第一进气口和第一出气口，用于通过控制所述第一流速控制通道和所述第二流速控制通道，调节输出的所述换气气体中的水汽浓度；

其中，所述第一流速控制通道内设有干燥剂，用于降低所述第一流速控制通道中的水汽浓度；所述第一流速控制通道和所述第二流速控制通道均分别连接至所述第一进气口和所述第一出气口；所述第一进气口与所述恒温水浴锅连接；

二氧化碳浓度控制部件，包括第三流速控制通道和第四流速控制通道，还包括第二进气口和第二出气口，用于通过控制所述第三流速控制通道和所述第四流速控制通道，调节输出的所述换气气体中的二氧化碳浓度；

其中，所述第三流速控制通道内设有二氧化碳浓度调节单元，用于调节所述第三流速控制通道中的二氧化碳浓度；所述第三流速控制通道和所述第四流速控制通道均分别连接至所述第二进气口和所述第二出气口；所述第二进气口与所述第一出气口连接；换气电磁阀组，包括至少一个换气电磁阀；所述换气电磁阀与所述第二出气口对应连接，并与所述叶室连接，对所述叶室进行换气操作；所述换气电磁阀还与所述多通道碳水交换测定系统电联接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述微环境控制系统还包括电动推拉杆，与所述叶室连接，用于控制所述叶室的自动开启或关闭。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述微环境控制系统还包括空气温湿度探头，设置在所述叶室内，且通过通信方式与所述数据采集器连接，用于获取所述叶室的温度数据和所述叶室的实时湿度数据；

所述二氧化碳分析仪还用于获取并将所述叶室中的测定气体的二氧化碳浓度数据发送至所述数据采集器。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述微环境控制系统还包括第一气泵、第一导气管和第一过滤器；

所述恒温水浴锅通过所述第一导气管分别与所述高温水浴锅和所述水汽浓度控制部件连接；所述二氧化碳浓度控制部件通过所述第一导气管分别与所述水汽浓度控制部件和所述换气电磁阀组连接；

所述第一气泵的一端通过所述第一导气管与所述高温水浴锅连接，用于将所述换气气体抽入所述高温水浴锅中；

所述第一过滤器设置在所述第一气泵的另一端，用于过滤所述换气气体中的固体颗粒。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多通道碳水交换测定系统包括：

二氧化碳分析仪，用于获取所述测定气体，并根据所述测定气体确定所述叶室内的碳水交换速率；

进气电磁阀组，包括至少一个进气电磁阀；所述进气电磁阀通过第一连接部件与所述二氧化碳分析仪连接，并与所述叶室连接，用于将所述测定气体从所述叶室中输送至所述二氧化碳分析仪中；

出气电磁阀组，包括至少一个出气电磁阀；所述出气电磁阀通过第二连接部件与所述二氧化碳分析仪连接，并与所述叶室连接，用于将所述测定气体从所述二氧化碳分析仪中输送回所述叶室中；其中，与同一个叶室连接的进气电磁阀和出气电磁阀通过所述二氧化碳分析仪互通；

多通道时间继电器，分别与所述进气电磁阀组、所述出气电磁阀组和所述换气电磁阀电联接，用于控制所述进气电磁阀组、所述出气电磁阀组和所述换气电磁阀的工作顺序。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多通道碳水交换测定系统还包括第二气泵、第二导气管和第二过滤器；

所述二氧化碳分析仪通过所述第二导气管分别与所述进气电磁阀组和所述出气电磁阀组连接；且所述叶室通过所述第二导气管分别与所述进气电磁阀组和所述出气电磁阀组连接；

所述第二气泵设置在所述进气电磁阀组和所述二氧化碳分析仪之间；

所述第二过滤器设置在所述第二气泵和所述二氧化碳分析仪之间，用于过滤所述测定气体中的固体颗粒。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一连接部件包括一个出气口和至少一个进气口，所述第二连接部件包括一个进气口和至少一个出气口。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述叶室还设有支架和风扇；所述支架设置在所述叶室下方，用于调节所述叶室高度；所述风扇设置在所述叶室内侧，用于将所述测定气体混合均匀。

10.根据权利要求1～9任一项所述的装置，其特征在于，所述叶室还设有遮阳网和光量子传感器，所述遮阳网覆盖在所述叶室上方，用于调节所述叶室的光强，所述光量子传感器设置在所述叶室内侧，用于获取所述叶室内的光强数据。