植物群體光合作用可使用人工氣候室進行研究
近年來,隨著我國現(xiàn)代科學(xué)的進步,在制造業(yè)、信息業(yè)等都有了較大進展,人工氣候室隨之發(fā)展迅速。當前,我國多家科研單位使用人工氣候室對育種材料的加代繁殖、植物材料培養(yǎng)以及研究與模擬環(huán)境對作物的影響等進行研究。光合作用作為所有生物有機物的來源和植物系統(tǒng)快速反應(yīng)的一種,歷來都是研究的熱點之一,但因受測定設(shè)備等因素的限制,多數(shù)集中在單葉或單株光合作用研究,環(huán)境因子對作物群體光合速率影響的量化較少。
從溫室作物來說,單葉或單株光合作用的數(shù)據(jù)難以直接用于溫室控制和管理,將溫室內(nèi)全部作物視為一個整體模塊(含根系)進行研究可能更為有效和貼近溫室環(huán)境,大型人工氣候室的建造可能是此方面研究值得考慮的方法之一。
群體光合速率根據(jù)室內(nèi)一定時間內(nèi)CO2的供應(yīng)和消耗,按下式進行計算,其中P為CO2交換量,ECO2為CO2供應(yīng)速率;CO2為CO2滲漏速率,為室內(nèi)空氣密度,V為氣候室體積,t1和t2分別為開始和結(jié)束時間。
人工氣候室用于群體光合速率測定,對整個系統(tǒng)進行誤差分析是必需的。根據(jù)對荷蘭日光溫室型人工氣候室的分析來看,所有用于計算的測定因素都可能有誤差,但一般只要每個因素的誤差控制在5%以內(nèi),測定結(jié)果即可達到系統(tǒng)分析要求。所用氣候室可能帶來較大誤差的因素有2種:(1)因氣候室外未配置CO2濃度傳感器,滲漏速率計算中使用的是一恒定的室外CO2濃度,而非室外的實際值;(2)加濕器所產(chǎn)生水汽對光照傳感器有遮蔽,從而導(dǎo)致光強測定值可能低于實際值。
據(jù)研究,人工氣候室系統(tǒng)反應(yīng)時間符合測試要求,遲滯時間未超出規(guī)定限制,我們采用的傳感器整體反應(yīng)時間為12s,遲滯時間≤16.5s,作物群體光合作用對環(huán)境條件的反應(yīng)時間在70s左右(番茄結(jié)果),而實驗中最小測定間隔為5分鐘,計算間隔為一小時,符合系統(tǒng)分析要求由于人工氣候室環(huán)境及栽培模式和管理技術(shù)等都與各種類型溫室、不同溫室生產(chǎn)管理實際有許多差異,如實驗中所用甜瓜樣株的葉面積指數(shù)較低,與實際生產(chǎn)中的數(shù)值相差較大,因而實驗數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)有誤差。所以采用更貼近生產(chǎn)實際的栽培管理和更貼近溫室環(huán)境的氣候室,尤其是自然光型的人工氣候室可能更好。