植物群体光合作用可使用人工气候室进行研究
近年来,随着我国现代科学的进步,在制造业、信息业等都有了较大进展,人工气候室随之发展迅速。当前,我国多家科研单位使用人工气候室对育种材料的加代繁殖、植物材料培养以及研究与模拟环境对作物的影响等进行研究。光合作用作为所有生物有机物的来源和植物系统快速反应的一种,历来都是研究的热点之一,但因受测定设备等因素的限制,多数集中在单叶或单株光合作用研究,环境因子对作物群体光合速率影响的量化较少。
从温室作物来说,单叶或单株光合作用的数据难以直接用于温室控制和管理,将温室内全部作物视为一个整体模块(含根系)进行研究可能更为有效和贴近温室环境,大型人工气候室的建造可能是此方面研究值得考虑的方法之一。
群体光合速率根据室内一定时间内CO2的供应和消耗,按下式进行计算,其中P为CO2交换量,ECO2为CO2供应速率;CO2为CO2渗漏速率,为室内空气密度,V为气候室体积,t1和t2分别为开始和结束时间。
人工气候室用于群体光合速率测定,对整个系统进行误差分析是必需的。根据对荷兰日光温室型人工气候室的分析来看,所有用于计算的测定因素都可能有误差,但一般只要每个因素的误差控制在5%以内,测定结果即可达到系统分析要求。所用气候室可能带来较大误差的因素有2种:(1)因气候室外未配置CO2浓度传感器,渗漏速率计算中使用的是一恒定的室外CO2浓度,而非室外的实际值;(2)加湿器所产生水汽对光照传感器有遮蔽,从而导致光强测定值可能低于实际值。
据研究,人工气候室系统反应时间符合测试要求,迟滞时间未超出规定限制,我们采用的传感器整体反应时间为12s,迟滞时间≤16.5s,作物群体光合作用对环境条件的反应时间在70s左右(番茄结果),而实验中最小测定间隔为5分钟,计算间隔为一小时,符合系统分析要求由于人工气候室环境及栽培模式和管理技术等都与各种类型温室、不同温室生产管理实际有许多差异,如实验中所用甜瓜样株的叶面积指数较低,与实际生产中的数值相差较大,因而实验数据与实际数据有误差。所以采用更贴近生产实际的栽培管理和更贴近温室环境的气候室,尤其是自然光型的人工气候室可能更好。
