试验叶绿素a和同化系数Q的测定

式中Q—同化系数，单位为mgC(mgChl-a)-1h-1；
4、初级生产力的估算
D PP=Chl-a×Q× 24
(9)
式中，PP—每日生产力（mgC/m3d）；
Chl-a －海洋水样的叶绿素a值（用荧光法 测定的数值，单位mg/m3）； D—每日的光照时间，冬天取12h，夏天取 13h。
三、仪器与试剂
四、实验内容
1、换算因子Fd的确定 用量筒平行移取二份某海区水样（记为A样） 约100－500mL（视浮游植物含量而定，移取水 样前应将水样混匀），加入1mL 1% MgCO3溶 液混匀后，用微孔滤膜（ =45mm，0.45M） 真空抽滤（真空度小于0.5atm）。将滤膜转移至 10mL具塞的试管中，加入10mL90% 的丙酮溶 液，混匀，置冰箱冷冻16-24小时（本实验由于 时间关系，应置冰箱一周）后取出，用玻棒搅匀， 待温度达室温时离心10min（离心速度 = 3000 －4000r/min），取上清液于1cm比色皿中。
若假设符合光合作用的理想方程为 CO2＋H2O → CH2O＋O2，将所产生的氧的 单位转换成固定碳的单位，则有：
Ol Od 12 1 Ol Od 3 Q 10 375 h 32 Chl a h Chl a （8）
h—光照时间（h）； Chl-a—光照水样的叶绿素a含量（mg/m3）； Ol、Od—分别为“白”瓶和“黑”瓶中的溶解 氧含量（mgO2/L）。
五、讨论
1、测溶解氧时要注意哪些事项？ 2、本实验有哪些主要误差来源？ 3、试分别计算水样A、水样Ｂ两平行样叶绿 素ａ含量的相对偏差和水样Ｂ分别用两种 荧光计测定计算的叶绿素ａ含量的相对偏 差，并分析引起误差的可能的主要原因。
六、注意事项
１、水样采样：地点在芙蓉湖，A样和Ｂ样在 芙蓉湖内不同站位 ２、水样A和B均应作平行样。
2、同化指数的测定 取二只250mL BOD瓶，其中一只用黑布包 裹使之不透光，记作“黑”瓶，另一只则为“白” 瓶。取水样A，在现场注满上述二瓶，分别置于 与取水样相同的水深位置，使阳光能充分照射 （本实验由于条件所限，置于LRH-250-G型生化 培养箱，温度30℃，４×30Ｗ荧光灯对称照明， 其使用方法详见本实验附录五），光照2～3小时 后，取出瓶子，逐一测量溶解氧含量，分别将 “白”和“黑”瓶的数值记为Ol和Od，将结果记 录于表2。按（8）式计算同化系数Q，式中的 Chl-a即为表1中的Chl-a数值。
先用752紫外可见光光度计于750，664， 647，630nm波长测其消光值，按（1）和（4） 式计算Cchl-a和Chl-a浓度。测定时用90％的丙 酮溶液调零。 接着将此提取液用荧光计测其荧光值（Rb）， 按（7）式计算Fd。测定时荧光计若用GFY-160， 则激发波长为360nm、发射波长670nm、负高 压500mV、狭缝0.1、灵敏度档×3。若用 960MC，则参考本实验附录（四）。
（5）MnCl2溶液：210g MnCl2· 4H2O溶于 水并稀释至500mL。 （6）碱性KI溶液：250g NaOH在搅拌下溶 于250mL水中，冷却后加75g KI稀释至 500mL盛于具橡皮塞的棕色试剂瓶中。 （7）1+1 H2SO4 （8）1＋3 H2SO4 （9）0.5％淀粉指示剂 （10）固体KI
式中，Cchl-a 为（1）式的计算结果，V 丙酮为丙酮的体积（mL），V水样为过滤水样 体积（L）。
2、荧光光度法测叶绿素
近年来，海水叶绿素a含量测定的分光光度法已逐 渐被较简便且灵敏度高的萃取荧光法代替。其原理是叶绿 素a的丙酮萃取液受蓝光激发后产生红色荧光，用荧光计 在波长670nm测定提取液酸化前后的荧光值，按下式计 算海水叶绿素a的含量：
3
（6）
式中， Fd—测定时荧光计所用量程的换算因 子(mg/m3)，其值的确定有几种方法，具体为：
⑴标准叶绿素a校正法：用纯叶绿素a配成母液，把 母液稀释成一系列不同浓度的溶液并分别测定荧 光读数，最后用直线回归法算出标定线的斜率， 即Fd。 ⑵分光光度计校正法：取一定体积处于指数生长期 的单细胞藻类，按分光光度法测定叶绿素a的方法， 测其吸光值E，按（1）式计算该提取液的Cchl-a。 然后将它在荧光计上测定荧光值Rb，按（7）式 求得Fd。本实验采用分光光度计校正法。
实验二、叶绿素a和同化 系数Q的测定
一、目的要求
1、测定水体中的叶绿素a含量和同化系数； 2、掌握初级生产力的测定和计算方法。
二、方法概述
1、分光光度法测叶绿素 浮游植物是海洋最主要的初级生产者，它们 所生产的有机物和贮存的能量是海洋食物链的基 础。因而海洋初级生产力的测定对海洋有机生产 能力以及渔业资源开发利用潜力的估算有着十分 重要的意义。海洋初级生产力的测定有C14示踪 法和叶绿素法。本实验主要介绍叶绿素法，该方 法是根据一定条件下，植物细胞内叶绿素含量和 光合作用产量之间存在一定的相关性，从而根据 叶绿素含量和同化系数（coefficient of assimilation）或称同化指数（assimilation index）来计算初级生产力。
3、水样叶绿素a荧光法的测定 取上述实验不同站位的水样（记为水样 B）100~500mL（视浮游植物含量而定）， 过滤，按实验步骤1提取后，分别用GFY－ 160和960MC荧光分光光度计测定提取液 的荧光值Rb，数据记录于表3，按(6)式计 算水样荧光法测定的叶绿素a浓度。
4、初级生产力的估算
项目 E750 样号 1
Fd值测定数据记录表
GY-160 960MC Rb2 Fd2
E664 E647 E630
Ｖ(L) CChl-a Chl-a
(mg/m3)
Rb1 Fd1
水 样
2
A
平均
表3
项目 样号 1 水 样 B 平均 2
调查水域叶绿素ａ含量和初级生产力
水样 体积 (L) GFY160 测定的 Rb1 Chl-a (mg/m3) PP (mgC/ m3d) 960MC 测定的 Rb2 Chl-a (mg/m3) PP(mg C/m3d)
根据表2的数据和实验步骤3的结果，按 （9）式计算该样水域的初级生产力水平PP。
水 样 A
Ol (mg/L)
Od (mg/L)
Ol－Od (mg/L)
光照时间 (h)
Chl-a (mg/m3)
Q (mgC/mgChl-ah)
c
Na 2 S 2 O 3

VNa 2 S 2O 3
Vl
Vd
表1
式中，各波长的E值为用1cm光程比色皿、经 750nm波长校正后的吸光值，即上述E值应扣除E750的 数值。
Cchl a V丙酮 m L Chl-a（mg/m3）= V 水样 L （4）
由于叶绿素a是浮游植物任一种群都具 有的特征，而叶绿素b或c不是任一种群都有， 因此，通常用叶绿素a（Chl-a）表示初级生 产力水平。故
2、试剂 （1）90% 丙酮：100mL蒸馏水加上 900mL丙酮贮于棕色瓶中。 （2）1% MgCO3：取1g MgCO3溶于 100mL蒸馏水中，使其过饱和，盛入 100mL点滴瓶中，使用前摇匀。 (3) 0.01mol/L Na2S2O3溶液。 （4）0.0100 mol/L KIO3标准溶液。
1、仪器和玻璃器皿 752紫外光栅分光光度计1台 GFY－160荧光光度计1台 LRH-250-G型光照培养箱 960MR荧光光度计1台 离心机1台 过滤器1个 医用真空吸引器 一台 0.45μm微孔醋酸纤维滤膜若干张 250mL BOD瓶2个（黑白各1个） 黑布若干块 碘量瓶 2 个 具塞刻度试管4支 100mL量筒1个 水样桶2个 碱式滴定管1根 10mL移液管 1支 2mL移液管 3支 1mL移液管 1支 10mL移液管 1支
C chl a Fd Rb
(7)
3、同化系数的测定
把叶绿素a含量换算成调查海ຫໍສະໝຸດ Baidu的初级生产力， 必须乘以一个比例系数，称为同化系数，用Q表 示。一般在光饱和条件下，同化系数的值最大。 但应当指出，不同类型的藻类种群或同一种群在 不同的环境中，同化系数是不一样的。因此，最 好先用C14示踪法现场测定同化系数。在无C14示 踪法测定Ｑ的条件下可根据浮游植物光合过程中 释放出氧的量换算成有机碳的固定量，以此固定 值除以叶绿素a和培养时间即为同化系数Q。
叶绿素的测定最常应用的方法是用分光光度计测定 叶绿素在丙酮溶液中的光密度，其计算公式如下：
chl-a = 11.85E664－1.54 E647－0.08 E630 ＝Cchl-a chl-b = 21.03 E647－5.43 E664－2.66 E630 ＝Cchl-b chl-c = 24.52 E630－1.67 E664－7.60 E647 ＝ Cchl-c (1) (2) (3)
R V丙酮 Chl a(m g / m ) Fd ( Rb Ra) R 1 V海水
3
(5)
式中，Rb—酸化前荧光值； Ra—酸化后荧光值； R—纯叶绿素a的酸化因子(随仪器而异）。
Rb 因 R ，故（5）式成为： Ra
V丙酮 Chl a(m g / m ) Fd Rb V海水