紅外線CO2氣體分析儀法測定植物光合速率與呼吸速率 紅外二氧化碳氣體分析儀（IRGA）的工作原理：許多由不同原子組成的氣體分子對紅外線具有特定的吸收帶。 CO2 有四個紅外吸收帶，吸收峰分別在 2.69μm、2.77μm、4.26μm 和 14.99μm，其中只有 4.26μm 吸收帶與 H2O 吸收帶不重疊，紅外儀器為設置為僅 4.26μm 紅外線 光通過過濾器。當該波長的紅外光通過含有 CO2 的氣體時，由于 CO2 的吸收，能量減少。減少與 CO2 的濃度有關，并遵循朗伯-比爾定律。通過將含CO2氣體和不含CO2的氣體分別供給紅外計，紅外計的檢測器通過檢測紅外光能量的變化，輸出反映CO2濃度的電信號。
Ⅰ.封閉系統斜率法
一、原理
將 IRGA 和光合作用同化室連接到一個封閉的氣路系統中。將植物材料密封在透明的同化室中并給予適當的光照。由于植物的光合作用，同化室內的二氧化碳濃度會降低。用IRGA和合適的記錄儀，可以畫出同化室內CO2濃度隨光合作用時間下降的曲線。當同化室不漏氣，光強穩定，室內空氣不斷攪動時，曲線將是一條平滑的曲線。在曲線的任意一點做切線，封閉系統和同化室的體積可以根據切線的斜率確定。該區域求出該點 CO2 濃度下的光合速率。
二、材料、設備和試劑
(1)材質：植物葉子
（二）設備： 1、封閉氣路光合作用測量裝置：QGD-07紅外CO2氣體分析儀、XWT-264型自動記錄儀、MXQ氣體采樣器（圖4）、光合作用同化室、溫度轉換器（溫度探頭可置于同化室，輸出信號接記錄儀）或半導體點溫計、橡膠管（內徑6~7mm）、塑料氣球，如圖6所示成套連接，放在醫療車上。 2、量子輻照度計； 3、葉面積儀； 4、鐵架（帶試管夾）； 5. 0～50℃溫度計（用以修正葉室溫度）； 6.剪刀； 7. 搪瓷盤帶蓋； 8.紗布。
（三）試劑： 1、無水氯化鈣（無水硫酸鈣）； 2.燒堿石棉（10目）或堿石灰。
3. 實驗步驟
(1)光合速率的測定
1.安裝儀表（1）將安裝密閉氣路光合作用測量裝置放置在距離被測植物1~2m處，連接紅外儀器、記錄儀、采樣器和溫度轉換器的電源。打開紅外儀的電源開關預熱1~2h，將紅外儀的量程開關撥到I檔（0~500ppm，1ppm=1mg/L）。用電線將紅外表和溫度轉換器的信號輸出端連接到記錄儀的兩個信號輸入端。旋轉記錄儀第一筆的量程選擇開關在10mV位置（與紅外儀器的輸出信號電壓匹配），旋轉記錄儀第二筆的量程選擇開關在2V位置（與溫度轉換器輸出溫度0～50℃的信號電壓匹配))。
2. 調整和校準儀器
(1) 紅外儀器預熱完畢后，打開錄音機電源開關、錄音機信號輸入開關和采樣器前面板上的氣泵開關，將采樣器F1旋鈕設置為“零氣"位置，F2旋鈕撥到“測量"位置，開始調節紅外儀器的零位（此時不含CO2和水分的零氣通過紅外儀器），約1到2分鐘，調節紅外儀器調零旋鈕，使指針穩定在“0"點位置。待穩定后，調節記錄儀第一支筆的“調零"旋鈕，將記錄儀調至零位，紅外儀器調零完成。
(2) 拔掉紅外儀器進氣口處的橡皮管，更換CO2標準氣（已知準確CO2濃度）鋼瓶，排氣口放空，讓標準空氣流過紅外儀器分析氣室（流速為約1L/min 建議開始校準，此時紅外儀的指針應指向標準氣體濃度對應的刻度（μA值），否則紅外儀的“校準"旋鈕標定完成后可調整恢復原氣路。
(3)將玻璃溫度計的感溫端與葉室內的變溫探頭放在一起（注意陰涼處），從玻璃溫度計上讀取溫度，快速轉動葉室第二支筆的調零旋鈕。將手寫筆放在與溫度相對應的位置以校正溫度。
3. 測量
(1)將采樣器面板上的F1旋鈕旋至“測量"位置，將植物葉片平放在同化室中，然后關閉同化室（注意不要讓操作者的呼吸進入葉室），開葉房扇。當觀察到觸筆開始向左移動時，將記錄儀“紙速變化"開關快速旋轉到合適的檔位（以45°繪制曲線為宜），開始記錄CO2濃度變化（觸筆此時應從350ppm左右開始記錄）和溫度變化，用鉛筆在記錄紙上記下測得的葉片數和紙速，并使用量子輻射照度儀表測量被測葉片的接收光強度（光子通量密度）并記錄下來。當手寫筆向左移動到大約 310ppm 時，關閉進紙開關并停止記錄。第一次測量完成。
(2)將采樣器面板上的F2旋鈕旋至“補充"位置后，迅速恢復，讓氣球中的高濃度CO2氣體進入同化室，將CO2濃度補充至350ppm左右。觀察手寫筆向左移動并快速打開 進紙開關用于第二次重復測量。測量并記錄光強度。當手寫筆向左移動到大約 310ppm 時，關閉進紙開關，完成第二次重復測量。第三次重復測量。
(3)重復測量3次后，關閉同化室內風機，用記號筆在葉室與外側的交點處做標記，打開葉室，剪掉葉片的測量部分，用濕紗布包好使用后將卡號并置于帶蓋的搪瓷盤中，待測葉面積。然后測量第二片葉子的光合速率。
(4)測量結束后，用葉面積儀測量每片葉子的面積（如果有便攜式葉面積儀，測量光合作用后可立即測量葉面積）。
4. 計算 |
