CN110596323A - 一种植物双光增益效应的实验装置及其实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物双光增益效应的实验装置及其实验方法，包括两台多种单色光发生器、一台混光器以及一台光合作用测定仪，混光器包括混光盒体，混光盒体的上端竖设有两根对称分布的进光导管，两根进光导管的上端分别与两台多种单色光发生器的出光口相连通，每根进光导管的下方均设有水平反射进光导管内的单色光的第一反光镜；混光盒体的下端竖设有出光导管，出光导管的上方设有两块左右对称分布的第二反光镜，第二反光镜用于将位于其同侧的第一反光镜的反射光向下反射至出光导管；光合作用测定仪的叶室设于出光导管出口处的混光区内。本发明设计合理，方便研究各种植物的双光增益效应的特点及其规律，能够为植物光照的最佳配光提供实验依据。
Description
技术领域：
本发明涉及一种植物双光增益效应的实验装置及其实验方法。
背景技术：
在植物生长的5大要素光、温、水、气、肥，光的作用至关重要。1957年被发现了650nm和680nm的光同时照射植物，其光合作用速率明显大于这两种光单独照射的光合作用速率之和，人们把它称为双光增益效应，但是，此后的研究没有深入开展，例如，其他两种单色光是否也有双光增益效应，双光增益效应的物理机制是什么，究其原因可能是没有相应的设备和科学的实验方法，无法开展系统的科学研究。
在农业设施迅猛发展的今天，人工光源在植物光照的重要性日益凸显，研究植物的双光增益效应及其规律，对于提高植物光照的效应具有十分重要的意义。本发明就是针对当前研究植物双光增益效应的需要，提出了相应的研究方法并设计制造出相应的装置。
发明内容：
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种植物双光增益效应的实验装置及其实验方法，结构设计合理，便于研究植物双光增益效应。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种植物双光增益效应的实验装置，包括两台单色光发生器、一台混光器以及一台光合作用测定仪，所述混光器包括混光盒体，所述混光盒体的上端竖设有两根左右对称分布的进光导管，两根进光导管的上端分别与两台单色光发生器的出光口相连通，每根进光导管的下方均设有用于水平反射进光导管内的单色光的第一反光镜；所述混光盒体的下端于两根进光导管的中间竖设有一根出光导管，所述出光导管的上方设有两块左右对称分布的第二反光镜，所述第二反光镜用于将位于其同侧的第一反光镜的反射光向下反射至出光导管，以形成混光区；所述光合作用测定仪的叶室设于出光导管内的混光区内。
进一步的，所述混光盒体的内壁贴设有反光膜。
进一步的，所述第一反光镜为45°反光镜。
进一步的，所述第二反光镜角度可调的安装在混光盒体内。
进一步的，所述单色光发生器采用多种单色光发生器。
本发明采用的另一种技术方案是：一种植物双光增益效应的实验方法，包含如下步骤：
步骤S1：两台多种单色光发生器分别选取一种单色光，两束单色光分别通过混光器，在混光器的出光导管出口处分别测量两束单色光的光合光子通量密度；然后让这两束单色光同时通过混光器形成均匀的混合光，在混光器的出光导管出口处测量混合光的光合光子通量密度；
步骤S2：将植物叶片置于光合作用测定仪的叶室中，把叶室置于混光器的出光导管出口处的均匀混光区，保证照射到叶片上的光合光子通量密度与步骤S1所测量的数据相同；
步骤S21：开启其中一台多种单色光发生器，选择该多种单色光发生器输出的一种单色光作为第一单色光，获得第一单色光对该植物的光合作用速率A1，关闭第一单色光；
步骤S22：开启另一台多种单色光发生器，选择该多种单色光发生器输出的一种单色光作为第二单色光，获得第二种单色光对该植物的光合作用速率A2；
步骤S23：重新开启第一单色光，获得这两种单色光的混合光对该植物的光合作用速率A0；比较A0与A1+ A2值的大小，如果A0>A1+ A2，则发生双光增益效应；
步骤S3：调整第一单色光和第二单色光的强度，重复步骤S1和S2，获得第一单色光和第二单色光一系列不同强度下所对应的双光增益效应；
步骤S4：选取另外两种不同波长的单色光，重复步骤S1～S3，获取这另外两种不同波长的单色光对该植物的双光增益效应；
步骤S5：选取其他植物，重复步骤S1～S4，获取该植物的双光增益效应。
与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明设计合理、使用方便，方便研究各种植物的双光增益效应的特点及其规律，能够为植物光照的最佳配光提供实验依据，为人工光植物工厂的发展和获得高效益提供可靠的保障，对现代农业技术的研究及开发有积极的促进作用。
附图说明：
图1是本发明实施例的示意框图；
图2是本发明实施例中混光器的构造示意图；
图3是本发明实施例中混光器的原理示意图。
图中：
1-多种单色光发生器；2-混光器；3-光合作用测定仪；4-混光盒体；5-进光导管；6-第一反光镜；7-出光导管；8-第二反光镜；9-第一单色光；10-第二单色光；11-最佳混光区。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1～3所示，本发明一种植物双光增益效应的实验装置，包括两台多种单色光发生器1、一台混光器2以及一台光合作用测定仪3，所述混光器1包括内壁贴设有反光膜的混光盒体4，所述混光盒体4的上端竖设有两根左右对称分布的进光导管5，两根进光导管5的上端分别与两台单色光发生器1的出光口相连通，多种单色光发生器产生的单色光沿着进光导管穿射，每根进光导管5的下方均设有用于水平反射进光导管5内的单色光的第一反光镜6，两根进光导管下方的第一反光镜相向设置；所述混光盒体4的下端于两根进光导管5的中间竖设有一根出光导管7，所述出光导管7的上方设有两块左右对称分布的第二反光镜8，所述第二反光镜8用于将位于其同侧的第一反光镜6的反射光向下反射至出光导管7，形成混光区，两台多种单色光发生器1产生的单色光在出光导管7的混合区内进行混合，形成均匀的且强度连续可调的混合光；所述光合作用测定仪3的叶室设于出光导管7出口处的混光区内，叶室的通光口均匀的接受混合光照射。
本实施例中，所述第一反光镜6为45°反光镜，以便将单色光发生器产生的竖直单色光水平反射出。
本实施例中，所述第二反光镜8角度可调的安装在混光盒体4内，以便于调整反射角度，以保证混合光准确达到出光口对应的位置。
本实施例中，如图3所示，混光器1的混合光存在一个最佳混光区11，在该区域混光均匀，因此它是取光的最佳位置，即它是叶室放置的最佳位置，该位置可以通过调节第二反光镜来调节。
本实施例中，所述单色光发生器采用多种单色光发生器，多种单色光发生器1为现有的成熟产品，如专利申请号为：2018217160410的专利产品。所述光合作用测定仪3也为现有成熟产品，此处不对其构造进行过多赘述。
本实施例中，植物双光增益效应的实验方法，包含如下步骤：
步骤S1：两台多种单色光发生器1分别选取一种单色光（即第一单色光9和第二单色光10），两束单色光分别单独通过混光器1，在混光器1的出光导管出口处分别测量两束单色光的光合光子通量密度；然后让这两束单色光同时通过混光器1形成混合光，在混光器的出光导管5出口处测量混合光的光合光子通量密度；
步骤S2：将植物叶片置于光合作用测定仪3的叶室中，把叶室置于混光器1的出光导管出口处的最佳混光区11，保证照射到叶片上的光合光子通量密度与步骤S1所测量的数据相同；
步骤S21：开启其中一台多种单色光发生器1，该多种单色光发生器输出一种单色光作为第一单色光9，获得第一单色光9对该植物的光合作用速率A1，关闭第一单色光；
步骤S22：开启另一台多种单色光发生器1，该多种单色光发生器输出的一种单色光作为第二单色光10，获得第二种单色光对该植物的光合作用速率A2；
步骤S23：重新开启第一单色光9，获得这两种单色光的混合光对该植物的光合作用速率A0；比较A0与A1+ A2值的大小，如果A0>A1+ A2，则发生双光增益效应；
步骤S3：调整第一单色光和第二单色光的强度，重复步骤S1和S2，获得第一单色光和第二单色光一系列不同强度下所对应的双光增益效应；
步骤S4：选取另外两种不同波长的单色光，重复步骤S1～S3，获取这另外两种不同波长的单色光对该植物的双光增益效应；
步骤S5：选取其他植物，重复步骤S1～S4，获取该植物的双光增益效应；
采用上述方法就可以获取任意两种单色光在不同光强下对不同植物的双光增益效应。
本发明的优点在于：可以选择任意两种单色光进行双光增益效应的实验，研究双光增益效应与单色光光强的关系，研究各种植物的双光增益效应的特点及其规律，是进行植物生理和光生物技术研究的必备设备，能够为植物光照的最佳配光提供实验依据，为人工光植物工厂的发展和获得高效益提供可靠的保障，对现代农业技术的研究及开发有积极的促进作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种植物双光增益效应的实验装置，其特征在于：包括两台单色光发生器、一台混光器以及一台光合作用测定仪，所述混光器包括混光盒体，所述混光盒体的上端竖设有两根左右对称分布的进光导管，两根进光导管的上端分别与两台单色光发生器的出光口相连通，每根进光导管的下方均设有用于水平反射进光导管内的单色光的第一反光镜；所述混光盒体的下端于两根进光导管的中间竖设有一根出光导管，所述出光导管的上方设有两块左右对称分布的第二反光镜，所述第二反光镜用于将位于其同侧的第一反光镜的反射光向下反射至出光导管，以形成混光区；所述光合作用测定仪的叶室设于出光导管内的混光区内。
2.根据权利要求1所述的一种植物双光增益效应的实验装置，其特征在于：所述混光盒体的内壁贴设有反光膜。
3.根据权利要求1所述的一种植物双光增益效应的实验装置，其特征在于：所述第一反光镜为45°反光镜。
4.根据权利要求1所述的一种植物双光增益效应的实验装置，其特征在于：所述第二反光镜角度可调的安装在混光盒体内。
5.根据权利要求1所述的种植物双光增益效应的实验装置，其特征在于：所述单色光发生器采用多种单色光发生器。
6.一种植物双光增益效应的实验方法，其特征在于：包括采用如权利要求1～5任意一项所述的植物双光增益效应的实验装置，包含如下步骤：
步骤S1：两台多种单色光发生器分别选取一种单色光，两束单色光分别通过混光器，在混光器的出光导管出口处分别测量两束单色光的光合光子通量密度；然后让这两束单色光同时通过混光器形成均匀的混合光，在混光器的出光导管出口处测量混合光的光合光子通量密度；
步骤S2：将植物叶片置于光合作用测定仪的叶室中，把叶室置于混光器的出光导管出口处的均匀混光区，保证照射到叶片上的光合光子通量密度与步骤S1所测量的数据相同；
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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