CI-301PS光合测定系统的时间间隔和空气流速参数在甘蔗上的选择.docx

1、推停资讯hupb'/www.cgvip.coinG研究蛔甘蔗1997年第4卷第4期15-新三虹_张木清建林陈如凯（福建农血大学甘点序育种必k部重点开放实验室,福州350002）本文对CI-301PS光合测定系统的时间间房和空包流速与净光合速率（Pn）和蒸腾速率（E）变异系CI-301PS光合测定系统的时间间隔和空气流速参数在甘蔗上的选择摘要数的关系进行回归分析，结果表明,CI一3O1PS光合测定系统测定Pn和E较理想的时间间隔为24.02&0S,空气流速为0.51-0.66LPM。综合分析建议涝定甘藤光合作用时采用0.60LPM的空气流速和25.0S的时间间隔。关键询gI301

2、PS光合测定系统,;时间间隔;空气流速,甚魔田间作物单叶及群体光合速率的测定一向为植物生理、生态及作物育种、栽培工作者所关注，但缺乏简便易行而快速精确的测定方法'气由美国CID公司研制生产的CI-301PS光合测定系统（简称CI-301PS）,它是目前国内外测定植物光合速率比较先进的仪器，与国产的QGD07型便携式红外线分析仪（QGD07IRGA）和美国LICOR公司生产的LI6000型便携式光合测定系统相比，具有快速、精确、重现性好、轻便易携，适于田间应用等优点e七CI一301PS测定不同作物净光合速率所要求的时间间隔（TG）和空气流速（AF）参数值不同，因此，本文主要研究分析CI-

3、301PS«定甘蔗光合速率所要求的TG和AF参数的最佳值，以期为该仪器在甘蔗科研上更好发挥作用提供参考依据。1材料与方法供试材料选择本校甘蔗综合研究所选育的福农81745,分别设置CI301PS6个TG水平（10、15、20、25、30、35s）和8个AF水平（0.2、0.3、0.4、。.5、0.6、0.7、0.8、0.9L/min）,合计48个处理。根据不同处理，在田间对甘蔗生长盛期采用开放式气路系统活体秘定单叶片净光合速率（Pn,umolCO/m-s-】）、蒸房速率（E,millimol皿飞一】），同时测定气孔阻力（R,m，smol_L）、胞间CO2浓度（CO?int,ppm）、

4、光合有效辐射（PAR,umolphotonsm-2$-'）、空气温度（Ta,C）以及空气相对湿度（Hr,%）等有关参数。每个处理选择具有代表性的植株重复测定5片+1叶（最高可见肥厚带叶）。每次测定均选择在晴天上午9:0011:00,下午3：004：00进行。利用美国SAS公司出品的SAS统计分析软件对TG、AF以及两者与Pn、E变异系数的关系进行曲线（曲面）拟合。2结果与分析2.1不同时间间隔（TG）对净光合速率（Pn）和凛腾速率（E）的影响时间间隔是仪器用来稳定通道1和通道2CO?浓度所需的时间，使得进入叶室的CO?浓度相对稳定。TG的长短受空气流速（AF）快慢和通道1与通道2之间C

5、O?浓度差值影响。不同TG处理与Pn、E变异系数的关系如图1所示。变异系数反映不同处理之间的差异程度，也就是不同处理条件下，CI-301PS测定Pn、E的稳定性°Pn、E的变异系数随着TG由小到大而呈抛物线变化，经F测验方程均达到显著水平，而且各个参数均显著（Prob.<0.05）（见表1）,表明Pn、E变异系数确实随着TG呈二次曲线变化，且由于二次项参数值大于零，曲线开口向上，存在最低值°Pn、E二条曲线的最低值，也就是CI3O1PS参数TG最佳值，分别为28.0、,16.甘蔗1997年第4卷第4期研究操讨24.0S，相应CV%值为5.54、2.94%°说

6、明TG在24.028、OS范围内,该仪器处于较稳定状态，重现性好.TG为25.0、3。.0，时，？（1的平均值分别为19.27,19.35umolCO,m诺一2.2不同空气流速（AF）对净光合速率（Pn）和蒸腾速率（E）的影响空气流速是指外界进入CI-301PS的空气（或CO。流速,它以扩散阻力、蒸腾、叶温和气孔张开程度等为媒介，影响叶片光合作用，从而影响C1-301PS测定的稳定性，而且直接影响着Pn、E的削定值血4Pn和E随着AF的提高而逐渐增大。由图2可看出，AF由低到高，Pn、E的变异系数也随之呈抛#敷PnES数估计Prob.>T参数估计Prob.>T着距71.8】0.01

7、5535.750.0124*TG-4.730.0436-2.730.0240*TGXTG0.08440.04170.05680.0275.表1不同TG处理的Pc和E变异系敷回归方程*敷改家性测睑物线变化。由表2可见，两者抛物线方程各个参数均显著（PV0.05）,表明Pn、E的变异系数确实随着AF呈二次曲线变化，且由于二次项参数值也大于零，曲线开口向上，有最低值，分别为0.51,0.66LPM（升/分钟），变异系数相应为3%。结果表明，AF在0.51-0.66LPM范围内，该仪器稳定性较好。AF为0、50、0.60LPM,Pn的平均值相应为20.02、20.42pumolCO2*

8、m':*s1o图2不同AF处理与Pn和E变异系敷的关系图2不同AF处理与Pn和E变异系敷的关系*2不同AF处理的Pn和E变异系般方程件敷真著性测验#ftPnEProb.>T参数估计Prob.>T戳距AFAFxAF44.750.028035.330.0001-149.680.0410-92.370.0003*145.330.033569.940.0005*BB1不同TG处理与Pn和E变异系败的关系研究探讨甘蔗1997年第4卷第4期17-2.3时间间隔（TG）和空气流速（AF）两者的二次曲面分析表3TG和AF对Pn与E变异系败的二次曲面响应方程F测验回归项PnE自由度DF平方和

9、SSProb.>F自由度DF平方和SSProb.>F城件项23337.840.0046"2225.240.0874二互项Z3178.960.0057*'2565.660.0036，交次项116.280.80721732.980.0002*敏回归56532.990.0015*51523.88o.oooi,时间间隔（TG）和空气流速（AF）对净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）变异系数的二次曲面响应方程F测验列于表3。除Pn变异系数的交互项未达显著水平和E变异系数的线性项接近显著水平外，其它回归项均达显著水平°Pn、E二次曲面回归方程参数显著性测验列于表4.除

10、交互项参数未达显著水平，其它参数均达显著水平，说明Pn、E变异系数确实随WTG和AF的变化呈二次曲面变化。经岭崎回归分析求得Pn、E变异系数的二次曲面程，自变量AF、TG最佳值分别为AF=O.53LPM,TG=28.7S;AF=O.§3LPM,TG=°2.9S,AF提高，TG可相应降低。这跟TG、AF与Pn和E变异系数一元回归分析一致。表4TG和AF对Pn与E变异系散的二次曲面方程，敷的显著性测脸套ftPnE敷估计Prob.>Tm奸Prob.>T截距109.1460.0005*75.240.oooo*,AF-162.860.0265*-125.160.0001*

11、TG-4.740.0162*-2,940.0004*"AFxTG246.110.0117*61.500.0085TGXAF0.30960-80722.08350.0002,TGaTG0.07960.0461/0.03560.0273*3讨论与小结光合作用研究一直是植物生理学与生态学中最活跃的研究领域，植物光合速率的测定是光合作用研究的重要手段之一。植物光合速率的测定常用方法有测定有机物质积累、。2释放和CO,的吸收三神类型，而后者是目前最常用的光合测定技术Qci301PS根据叶室内CO2同化量计算出净光合速率，它有封闭式和开放式两种气路系统,开放式气路系统以CI301CO：气体分析仪

12、（Cl301GA.是CI一301PS的主体部分）中气蒙为动力，外界空气（或CO?）从进口1进入CI-301GA,稳定一小段时间后从出口处进入叶室，再流经三通管从进口2进入CI一301GA,与进口1的空气（或COQ混合，形成开放式气路系统。三通管用于释放叶室内过多的CO»CI-301GA.内有2个气泵和4个阁门，用以潢足开路、闭路两种气路测贫方法以及根据使用者的要求调节基气流速（AF）°CI301CO2,体分析仪测出叶室出气口与进气口CO,浓度之差，并按下式计算出净光合速率和蒸腾速率；Pnwxa.r*wv乂273乂Py.1y.10000Pn一WXAC,W-XT?X1X-式中w

13、为每单位叶面积质,流速（molm->sT»AC为叶室出气口与进气口的CO?浓度之差，V为气体流速（LPM）,Ti为空气温度（K）,P为大气压力（Pa）,A为叶面积（cm2）.E=XWX103,e°=HrcXe,e）=Hr,Xe,Pe。e.=6.13753'10-冬期小"-奈八nw.m式中e°（e,）为叶室出口（进口）水势（Pa）、P为大气压力（Pa）,c.为测定时空气温度下的饱和水势（Pa）,Ta为测定时空气温度（K）,Hr°<Hr,）为叶室出口（进口）空气相对湿度（%）。在开放式气路系统中，空气流速是影响光合速率的重要因素

14、，要求精确控制。由表5可看出，空气流速（AF）太低.则空气的COz扩散阻力便增大，甚至还会导致抑制蒸腾和增大气孔阻力，使得光合速率因CO,的亏缺而下降。但AF也不可太高，否则空气在叶室内滞留时间太短，COz被吸收少，加大测量的相对误差，同样也是不利的.另外，在空气湿度低时，AF过大还会因叶片失水过多使气孔开度减小，降低光合速率因此，须根据叶面积的大小及叶片的光合速率，通过试验确定相应的空气流速，叶面积大、光合速率强的，空气流速应当大些，反之则应小些。C.作物（如甘蔗）的光合效率比一般G作物高一倍以上，同化CO?能力较高，因此，要求有较快的空气流速和较长的时间间隔。反之，G作物要求较慢的空气流速

15、和较短的时间间隔。表S不RAF处理的Pn、E和气孔阻力（R）平均值比较空速0.2LPM0.3LPM0.4LPM0.5LPM0.6LPM0.7LPM0.8LPM0.9LPMPn10.9312.5415.9620.0220.4219.3219.5519.41E0.991.942.753.263.884.354.665.12R27.9217.2813.8813.0512.939.168.8513.62通过时间间隔和空气流速以及两者对净光台速率和蒸腾速率的关系进行曲线（曲面）拟合，研究结果衰明，CI-301PS测定甘萧光合速率和蒸腾速率所要求的AF为24.02B.0S,TG为0.510.66LPM.综合分析认为测定甘蔗净光合速率和蒸腾速率最佳参数值为AF=0.60LPM,TG=25.0S,这时Pn、E变异系数分别为0.24%、2.23%,CI-301PS处于很稳定状态，重现性好。变界系数较小是该仪器两个参数（AF、TG）的选择标准。该仪器在甘蔗上较理想的空气流速和时间间隔参数值是否适用其它C,作物（如玉米、高梁等）以及G作物所要求的最佳参数值是什么有待于进一步研究.CI-301PS测定的稳定性和数据的准确性除受TG和AF参数影响外，影响光合作用的环境因素也影响着该仪器的测定。因此在测定净光合速度时，应注意外界