植物光合强度的测定.

实验五植物光合强度的测定

一试验目的

1 学习田间测定光合速率方法。

2 比较不同植物光合速度。

二器材及试剂

1 实验仪器：剪刀，分析天平，称量皿（或铝盒），烘箱，刀片，金属（有机玻璃也可）模板（或打孔器），纱布，夹子，有盖搪瓷盘，锡纸等。

2 实验试剂：三氯乙酸、石蜡。

3 实验材料：生长于田间的植株。

三实验原理

光合速率测定是植物生理学的基本研究方法之一，在作物丰产生理、作物生态、新品种选育、以及光合作用基本理论研究等方面都有着广泛的用途。

根据光合作用的总反应式

CO2+2H2O→(CH2O)+O2+H2O

光合强度原则上可以用任何一反应物消耗速度或生成物的产生速度来表示。由于植物体内水分含量很高，而且植物随时都在不断地吸水和失水，水参与的生化反应又特多，即体内水分含量经常变动，所以实际上不可能用水的含量变化来测定光合速率。目前最常用的方法有：改良半叶法，红外线CO2分析法，和氧电极法。以下介绍改良半叶法测定植物光合强度。

同一叶片的中脉两侧，其内部结构，生理功能基本一致。将叶片一侧遮光或一部分取下置于暗处，另一侧留在光下进行光合作用，过一定时间后，在这叶片两侧的对应部位取同等面积，分别烘干称重。根据照光部分干重的增量便可计算光合速率。

为了防止光合产物从叶中输出，可对双子叶植物的叶柄采用环割，对单子叶植物的叶片基部用开水烫，或用三氯醋酸(蛋白质沉淀剂)处理等方法来损伤韧皮部活细胞，而这些处理几乎不影响水和无机盐分向叶片的输送。

四实验步骤

1．选择测定样品：实验可在晴天上午8~9点钟开始，预先在田间选定有代表性的叶片（如叶片在植株上的部位、年龄、受光条件等）10张，挂牌编号。

2．叶子基部处理，目的是将叶子输导系统的韧皮部破坏：

(1) 棉花等双子叶植物，可用刀片将叶柄的外皮环割约0.5 cm宽，切断韧皮部运输。

(2) 小麦、水稻等单子叶植物，由于韧皮部和木质部难以分开处理，可用刚在开水中浸过的纱布或棉花包裹的夹子将叶片基部烫伤一小段（一般用90℃以上的开水烫20秒）以伤害韧皮部。也可用110~120℃的石蜡烫伤韧皮部。

为了使烫后或环割等处理的叶片不致下垂影响叶片的自然生长角度，可用锡纸、橡皮管或塑料管包绕，使叶片保持原来的着生角度。

3．剪取样品：叶片基部处理完毕后，即可剪取样品，记录时间，开始光合速率测定。一般按编号次序分别剪下对称叶片的一半（中脉不剪下），并按编号顺序将叶片夹于湿润的纱布中，将叶置于暗处。4~5小时后（光照好、叶片大的样品，可缩短处理时间），再依次剪下另一半叶，同样按编号夹于湿润纱布中。两次剪叶的次序与所花时间应尽量保持一致，使各叶片经历相同的光照时数。

4．称重比较：将各同号叶片之两半按对应部位叠在一起，在无粗叶脉处放上已知面积（如棉花可用1.5×2cm）的金属模板（或用打孔器），用刀片沿边切下两个叶块，置于两个分别标记为照光及暗中的称量皿中，80~90℃下烘至恒重（约5小时），在分析天平上称重比较。按表36-1填入测定数据，并计算。

5．光合作用强度计算：按照如下公式计算光合作用强度：

光合作用强度=干重增加总数（mg）/切取叶面积总和(dm2) ·照光时数（h）

光合作用强度单位为mg干物质/dm2·h 。

由于叶内贮存的光合产物一般为蔗糖和淀粉等，可将干物质重量乘系数1.5，即得二氧化碳同化量，单位为mg CO2/dm2·h。

表1 用改良半叶法测定植物光合速率的记载表

五思考题

1.选择同一植株不同叶位叶片，试问它们的光合作用强度是否相同，为什么？

2.如果选择不同生境（如阴生、阳生或出于逆境胁迫下）下生长的、同一生长阶段、相同叶位的同种植物，它们的光合速率会有什么不同？为什么？

3.还有哪些方法可以简便地测定植物光合作用强度？请简述它们的原理。

注意事项

１、选择晴天上午８～９点钟；

2、选择有代表性的功能叶（无病虫害，对称性良好，叶龄、叶位、叶片大小、厚度、受光方向要尽量一致。）

３、用刀片割韧皮部，不能损伤木质部；要防止叶片下垂；

４、前后两次采样的叶片切割叶面积应在相对应部位。