植物群體光合作用可使用人工氣候室進行研究
近年來,隨著我國現代科學的進步,在制造業、信息業等都有了較大進展,人工氣候室隨之發展迅速。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、植物材料培養以及研究與模擬環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快速反應的一種,歷來都是研究的熱點之一,但因受測定設備等因素的限制,多數集中在單葉或單株光合作用研究,環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據難以直接用于溫室控制和管理,將溫室內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。
群體光合速率根據室內一定時間內CO2的供應和消耗,按下式進行計算,其中P為CO2交換量,ECO2為CO2供應速率;CO2為CO2滲漏速率,為室內空氣密度,V為氣候室體積,t1和t2分別為開始和結束時間。
人工氣候室用于群體光合速率測定,對整個系統進行誤差分析是必需的。根據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,測定結果即可達到系統分析要求。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)加濕器所產生水汽對光照傳感器有遮蔽,從而導致光強測定值可能低于實際值。
據研究,人工氣候室系統反應時間符合測試要求,遲滯時間未超出規定限制,我們采用的傳感器整體反應時間為12s,遲滯時間≤16.5s,作物群體光合作用對環境條件的反應時間在70s左右(番茄結果),而實驗中最小測定間隔為5分鐘,計算間隔為一小時,符合系統分析要求由于人工氣候室環境及栽培模式和管理技術等都與各種類型溫室、不同溫室生產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較低,與實際生產中的數值相差較大,因而實驗數據與實際數據有誤差。所以采用更貼近生產實際的栽培管理和更貼近溫室環境的氣候室,尤其是自然光型的人工氣候室可能更好。