光合速率测定的几种方法

光合作用是地球所有生命赖以生存的基础，与人类的生存发展密不可分，对于光合作用的强弱，我们用光合速率来表示。光合速率测定的方法多种多样的，经常用到的是单叶、器官、个体、群体的光合速率比较测定。相对于群体、个体来说，单叶光合速率的测定对植物体的破坏和干扰较少，因此成为当前农业应用研究中最为普遍的方法。

目前单叶光合速率的测定有半叶法、干物质积累测定法、CO2吸收法、氧气释放法 。 1. 半叶法

是最早应用于光合速率测定的方法，19世纪由Sachs首先提出，半叶法测定光合速率的优点是：不需复杂的仪器设备，简便易行，一般科研单位均可应用。测定结果可反映叶片在自然条件下进行光合作用的情况，接近田间实际情况，与红外气体分析法所测的结果也基本相同。缺点是：①破坏被测材料，不能连续测量：②测定时间长，环境条件不易控制，不同时间的测定数据由于环境条件的不同而没有严格的可比性；③不能测出短时间光合速率的变化；④测定效率低、误差较大。

沈允钢等(沈允钢等，1980)、李德耀等(李德耀等，1981)及Nonoto和Saeki(1979)提出了改良半叶法。

之后，魏永胜等利用改良的半叶法对光合作用过程进行了详细分析表明：改良半叶法直接测定的结果应该是真光合速率。[1] 2.干物质积累测定法

用干重法测定植物的光合速率是1883年Sachs首创的。70年代初期，中国科学院上海植物生理研究所采用烫伤叶柄基部韧皮部的方法(称为改进的干重法)，阻止光合产物运出，使测定结果更接近实际，从而促进了干重法的应用和

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研究山。

干重法测定植物光合速率优点：①不需昂贵的仪器，只要有烘箱和天平，可随意在各种自然条件下测定；②是全部植株在一定时间间隔内作物群体总工作性能的精确衡量，能很好地反映作物群体条件下叶片光合效率的平均水平。缺点是：由于环境条件的不同，不同时期条件下所测结果很难相互比较(RoderiekH，1978:王天成，1988)。在实际应用干重法时，需要解决以下几个问题，才能取得比较客观的结果。即:1.切取样本的方法;2.环割与光合产物运输的关系;3.延长照光时数对光合速率的抑制;4.样本单元和照光时数的确定等。.

2. CO2吸收法 2.1 Ph比色法

是CO2吸收法中的一种。根据CO2溶于水中形成弱酸H2CO3从而使PH值下降的原理，找出与气相CO2相平衡的NaHCO3稀溶液的PH值与气相CO2浓度的函数关系，即可根据液体PH值查出CO2浓度。国内曾推行过山东农业大学研制的光合作用田间速测装置和江苏理化仪器厂生产的定型产品(GH-III型光合仪)(吴中民等，1986)。该方法的缺点是:误差大，操作不便。

2002年刘世旺、徐艳霞、陶友保等利用比色法测定密闭光合容器中碳酸氢钠溶液的Ph,通过密闭光合容器中碳酸氢钠溶液pH的变化推算该容器中CO2浓度

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的变化,进而计算出植物的净光合速率。

2.2红外气体分析法

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红外气体分析法的发展可划分为3个阶段：

第一阶段为实验室阶段。50年代初开始应用，其配置相对简单，只有叶室(或同化箱)及相应气路和气泵等配置，采取人工读数和计算，如美国BACKMAN公司的红外CO2分析器、我国广东佛山分析仪器厂生产的FQ系列CO2分析器等，后来又发展了小型的直流两用CO2分析器，如北京分析仪器厂生产的GXH一305等。

第二阶段为商品化阶段。为了增加测定速度，能多点测定，CO2分析器上配置了多路转换和相应的记录装置，以达到一机多点通道测定，如日本生产的6通道和美国BAcKMAN一865型10通道组合式CO2分析器。后来为了提高测定精度和能控制测定条件，配置了叶室的环境控制系统，如德国生产的MINICUVITTECO2-H2O测定系统。

第三阶段为便携式阶段。这一阶段的产生是由于单片机、集成电路和传感器技术发展的结果，在80年代中期投放市场。单片机将光合测定过程中涉及的CO2、温度、湿度、PAR(光合有效辐射)和流量等物理量进行各种运算，大大提高了测定效率。配置的数据存储器，可存储大量测量数据。通过附加叶室、温、湿、光、CO2浓度控制系统，来调控环境因素;仪器的特点是体积小、重量轻、测速快、功能多、操作方便，特别适合在野外使用。目前比较常用的有ADC公司的LCA-III型、LCA一IV型，美国LICOR公司的LICOR-6200和LICOR一6400(蒋高明，1996)，CID公司的CI一301PS、CI-510和CI一310及中国农业大学生产的BAU光合测定系统。 2.3同位素法

应用14C植物光合速率测量仪直接测量叶片同化CO2的量。仪器轻便，操作简单，灵敏度较高，光合标记的时间短促，同化的CO2还未参加光呼吸就被固定，所测结果是真光合速率。从1983年以来我们应用14C同位素示踪技术，对大豆的光合速率进行了测定和研究。[5] 3. O2释放量

刘学庆、李涛等以蝴蝶兰品种“靓红”为试材,利用氧电极方法测定蝴蝶兰叶片的放氧速率来反映其叶片的光合作用规律，为直接、准确测定CAM植物的光合

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特性提供一条新的途径。

方法的优点是：体系中的压力变化容易进行精确测定。缺点是：①必须对每一只反应瓶容积进行精确测定，一般用水银充满这部分空间，称量水银重量以得知其容积，手续繁琐；②将测得的压力变化转变为容积变化，需进行复杂的计算，每次更换新的反应瓶或压力计后，都必须重新测定其容积；③除带样品的反应瓶外，还需一个反应瓶作为温压计来校正温度的变化。弥富、道男等利用液相氧电极法测定甘薯叶片光合速率的方法。

参考文献：

1. 魏永胜. 关于改良半叶法测定光合速率结果的属性的商榷. 西北农业学报 2008,17(1):302-303

2. 裴保华、郑均宝. 用干重法测定L69杨光合速率.植物生理学通报，1990（2）：46-50

3. 黄彬香.红外气体分析法测定单叶光合速率常见问题及分析方法.中国农业大学

4. 刘世旺、徐艳霞、陶友保. 一种快速测定植物净光合速率的新方法. 黄冈师范学院学报，第22卷第6期

5. 冯春生、沈银保、张庆海、高金方. 应用14 C示踪技术测定大豆光合速率.大豆科学，8卷第四期

6. 刘学庆、李涛、孙纪霞、刘学卿、杨永杰.应用氧电极方法测定蝴蝶兰光合速率，山东农业科学 2009, 3: 111~112, 119