在生態(tài)學(xué)與(yǔ)農(nóng)林科學研究(jiū)領(lǐng)域, 測量植物(wù)光(guāng)合速(sù)率是揭(jiē)示生(shēng)態(tài)係(xì)統功能(néng)和植(zhí)物(wù)生(shēng)長(cháng)機(jī)理的關鍵(jiàn)環節(jié)。它不(bù)僅反(fǎn)映了植物的健康(kāng)狀(zhuàng)況，還是(shì)評估(gū)大氣(qì)碳(tàn)循(xún)環(huán)與全球氣(qì)候變化的(dí)重(zhòng)要指標。然(rán)而(ér)，如何精準獲(huò)取(qǔ)一(yī)個可靠的(dí)光(guāng)合速率(shuài)值並非(fēi)易事，涉(shè)及(jí)到(dào)眾多細節和變量(liáng)的影響。本(běn)文將詳(xiáng)細探討(tǎo)選擇合適(shì)的(dí)研(yán)究(jiū)對象，創(chuàng)建理(lǐ)想實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及有效(xiào)執行實(shí)驗(yàn)策略(lüè)等(děng)方(fāng)麵的(dí)內容，幫助讀(dú)者深入(rù)了解這(zhè)一復(fù)雜(zá)的科學領域(yù)。

1. 選(xuǎn)擇(zé)適宜的(dí)研究(jiū)對象

   1.1 選定目標物(wù)種：選(xuǎn)擇具有(yǒu)代(dài)表性(xìng)的植(zhí)物種類是(shì)關(guān)鍵(jiàn)的(dí)第一步(bù)。為了(liǎo)獲取有普遍意(yì)義的(dí)數(shù)據(jù)，在實際應用時(shí)，可以考慮使(shǐ)用一些(xiē)廣(guǎng)泛(fàn)分(fēn)布且具有生(shēng)態(tài)學(xué)重要(yào)性(xìng)（例(lì)如(rú)固氮作(zuò)用(yòng)）的植(zhí)物(wù)種類(lèi)。不(bù)建議(yì)用常見的室(shì)內觀(guān)葉(yè)植(zhí)物，如(rú)萬年青，綠蘿，發(fā)財(cái)樹，吊蘭(lán)等做試驗材料，因(yīn)為這(zhè)些植(zhí)物(wù)葉片在(zài)白天光照下往往測出的Pn值大多在(zài)0附近(jìn)波動。

   1.2 考慮植物(wù)生理(lǐ)特(tè)性：不同類(lèi)型(xíng)的植(zhí)物(wù)（如C3/C4植物(wù)或(huò)CAM植(zhí)物）在光(guāng)合作用(yòng)機製(zhì)上存在差異，這(zhè)會(huì)影響其對(duì)光照(zhào)強(qiáng)度和二(èr)氧(yǎng)化碳(tàn)濃度(dù)反(fǎn)應的能(néng)力，因此需要針對(duì)所選的(dí)特定類型(xíng)調(tiáo)整相應的(dí)實驗(yàn)條(tiáo)件。C3植物通常在(zài)高(gāo)CO₂濃(nóng)度(dù)下(xià)表現出更高(gāo)光合效率;C4植物能(néng)在較強(qiáng)光(guāng)照(zhào)條(tiáo)件下維持(chí)較高(gāo)光(guāng)合成率(shuài);CAM植(zhí)物則(zé)傾(qīng)向(xiàng)於(yú)夜(yè)間(jiān)開放氣(qì)孔(kǒng)減(jiǎn)少水分損失。

   1.3 選擇健康的(dí)植物：確保植物沒(méi)有受到病蟲害或(huò)其他脅迫的(dí)影響(xiǎng)，通(tōng)常選(xuǎn)擇(zé)全部展開，健(jiàn)康(kāng)的(dí)葉片進(jìn)行(háng)測(cè)量，因為這(zhè)些葉(yè)片(piàn)的光(guāng)合能(néng)力(lì)相(xiāng)對穩定(dìng)。

   1.4 選擇合適(shì)的生長階段：不同生長階段的植(zhí)物光合能(néng)力可能有所不(bù)同(tóng)，因此(cǐ)需要根(gēn)據研究目(mù)的選(xuǎn)擇合(hé)適(shì)的(dí)生(shēng)長(cháng)階段(duàn)進行測量(liáng)。例(lì)如，苗(miáo)期(qī)的(dí)植物(wù)可(kě)能還在適應外界環境(jìng)和內部變化的(dí)階段(duàn)，一(yī)般(bān)情(qíng)況(kuàng)下，成熟的葉(yè)片(piàn)光(guāng)合(hé)速(sù)率較高，而(ér)幼(yòu)葉(yè)或老葉的光合(hé)速(sù)率可能較低，因(yīn)此(cǐ)需要選(xuǎn)擇(zé)合(hé)適的時間窗(chuāng)口進行(háng)測量。

   1.5 考(kǎo)慮(lǜ)葉片位(wèi)置：葉片在植物(wù)上(shàng)的(dí)位置也會影(yǐng)響光合速率(shuài)，通常來(lái)說，向陽的葉(yè)片光合(hé)速率(shuài)會(huì)高於背陰(yīn)的葉片(piàn)。因(yīn)此(cǐ)，在(zài)選(xuǎn)擇測量(liáng)材(cái)料時(shí)，可(kě)以考(kǎo)慮選擇植物上不(bù)同位(wèi)置(zhì)的(dí)葉(yè)片進(jìn)行(háng)測(cè)量(liáng)，以獲(huò)得(dé)更全麵的數(shù)據。

2. 創造合適的(dí)環(huán)境(jìng)條(tiáo)件

   2.1 光照強(qiáng)度(dù)：充足的光(guāng)照對於啟動(dòng)光(guāng)合(hé)作(zuò)用至關(guān)重(zhòng)要(yào)，需確(què)保(bǎo)研(yán)究(jiū)對象受到(dào)足(zú)夠的(dí)日照輻射(shè)量。晴天中午的(dí)光(guāng)強常(cháng)超過(guò)植物(wù)的(dí)光飽和(hé)點(diǎn)，很多C3植(zhí)物(wù)，如水稻(dào)，小麥，棉花(huā)，大豆(dòu)，毛(máo)竹，茶花(huā)等都會(huì)出現(xiàn)光抑製，輕者(zhě)使植物(wù)光合(hé)速(sù)率暫時(shí)降(jiàng)低，重(zhòng)者葉(yè)片(piàn)變(biàn)黃(huáng)，光合(hé)活性喪(sāng)失(shī)。

   光(guāng)照時間：對(duì)放(fàng)置於暗中一(yī)段時間(jiān)的植(zhí)物照光(guāng)，起初光合(hé)速率(shuài)很低或(huò)為負值(zhí)，要光照(zhào)一段(duàn)時間(jiān)後(hòu)，光(guāng)合(hé)速(sù)率(shuài)才(cái)逐(zhú)漸(jiàn)上(shàng)升(shēng)並趨與(yǔ)穩定。從照光開始(shǐ)至光(guāng)合速率達(dá)到穩定水平的這段時(shí)間(jiān)，稱(chēng)為“光(guāng)合(hé)滯(zhì)後(hòu)期"(lag phase of photosynthesis)或稱光合(hé)誘導期(qī)。一(yī)般整體葉(yè)片的光合滯後期(qī)約(yuē)30～60min，因此(cǐ)如(rú)光照(zhào)強(qiáng)度(dù)不(bù)足時，需(xū)要(yào)對(duì)植物進(jìn)行一(yī)段(duàn)時間(jiān)的紅藍(lán)光(guāng)誘(yòu)導(dǎo)：20-30min。

   2.2 溫(wēn)度：光(guāng)合作(zuò)用(yòng)有一定的(dí)溫度(dù)範圍(wéi)和三(sān)基點，三(sān)基(jī)點包括(kuò)光(guāng)合作用(yòng)的溫度min，溫(wēn)度max和最(zuì)適(shì)溫度。光合(hé)作用的(dí)溫(wēn)度min和溫(wēn)度(dù)max是(shì)指該溫度下表觀(guān)光合(hé)速(sù)率為(wéi)零，而能(néng)使光合速率(shuài)達(dá)到最高的溫(wēn)度被稱為(wéi)光(guāng)合最適(shì)溫度。從(cóng)表4-6中可以(yǐ)看出(chū)，光合作用(yòng)的(dí)溫度(dù)三基(jī)點因植物種類不(bù)同(tóng)而(ér)有很(hěn)大的(dí)差異，C4植物的熱限(xiàn)較高，可(kě)達50～60℃，而C3植物(wù)較(jiào)低，一般(bān)在40～50℃。耐(nài)低溫(wēn)的萵(wō)苣在5℃就(jiù)能明顯地測(cè)出光(guāng)合速(sù)率(shuài)，而(ér)喜(xǐ)溫(wēn)的黃(huáng)瓜則(zé)要(yào)到(dào)20℃時(shí)才(cái)能測到；耐寒植(zhí)物的光合(hé)作用冷限(xiàn)與細(xì)胞結(jié)冰(bīng)溫度相(xiāng)近(jìn)；而(ér)起源於熱(rè)帶(dài)的(dí)植物(wù)，如玉米(mǐ)，高粱(liáng)，橡(xiàng)膠(jiāo)樹(shù)等在(zài)溫(wēn)度降(jiàng)至(zhì)10～5℃時，光合(hé)作用已受(shòu)到抑製。光合作(zuò)用(yòng)的(dí)最高溫(wēn)度會造成：一(yī)是由於膜(mó)脂(zhī)與(yǔ)酶蛋白(bái)的(dí)熱變(biàn)性(xìng)，使(shǐ)光(guāng)合器官(guān)損傷(shāng)，葉(yè)綠體中(zhōng)的(dí)酶鈍化；二是(shì)由於高溫刺(cì)激了光暗(àn)呼(hū)吸(xī)，使(shǐ)表觀(guān)光合(hé)速率迅速下(xià)降。

         2.3 水分：水(shuǐ)為光(guāng)合(hé)作用(yòng)的(dí)原料，沒有水(shuǐ)不能(néng)進行(háng)光合(hé)作用，但是(shì)用(yòng)於(yú)光合(hé)作用的水不(bù)到(dào)蒸騰失(shī)水的1%，因此缺(quē)水(shuǐ)影響光合作用(yòng)主要(yào)是(shì)間接的原因。

在相(xiāng)同光(guāng)強(qiáng)時，通常下午(wǔ)的(dí)光(guāng)合速率(shuài)要(yào)低於(yú)上(shàng)午的光合(hé)速率，這是由(yóu)於(yú)經(jīng)上午(wǔ)光(guāng)合(hé)後(hòu)，葉片(piàn)中(zhōng)的光合產物(wù)有積(jī)累而發生反(fǎn)饋(kuì)抑(yì)製(zhì)的(dí)緣故。當(dāng)光(guāng)照(zhào)強(qiáng)烈(liè)，氣溫過(guò)高(gāo)時，光(guāng)合速率(shuài)日(rì)變(biàn)化呈雙峰(fēng)曲綫，大峰在上午，小峰在下午(wǔ)，中午前後，光(guāng)合速率(shuài)下(xià)降(jiàng)，呈(chéng)現“午睡"現(xiàn)象(xiàng)(midday depression of photo-synthesis)，且這種(zhǒng)現象隨土壤含水量的降(jiàng)低(dī)而(ér)加劇。引(yǐn)起光(guāng)合“午(wǔ)睡(shuì)"的主(zhǔ)要因素是大(dà)氣幹旱(hàn)和(hé)土壤(rǎng)幹(gān)旱。在(zài)幹熱的中午，葉片蒸騰(téng)失水(shuǐ)加(jiā)劇(jù)，如此(cǐ)時土壤(rǎng)水分(fēn)也虧缺，那麼(mó)植株(zhū)的失(shī)水大(dà)於(yú)吸水，就(jiù)會引(yǐn)起(qǐ)萎(wěi)蔫(niān)與(yǔ)氣孔導度降低(dī)，進(jìn)而使(shǐ) CO2吸收(shōu)減少。另外(wài)，中午(wǔ)及午(wǔ)後的強(qiáng)光，高(gāo)溫(wēn)，低. CO2濃度(dù)等(děng)條件都會(huì)使光(guāng)呼吸激(jī)增，光抑製(zhì)產生(shēng)，這(zhè)些也都(dū)會使(shǐ)光合速率(shuài)在中午或午後降(jiàng)低。

FS-3080H儀器(qì)測量功(gōng)能

測量功(gōng)能

進(jìn)氣，出(chū)氣(qì)CO₂濃度(dù)；進(jìn)氣，出(chū)氣(qì)濕(shī)度，空(kōng)氣溫度(dù)，氣(qì)體流(liú)量，葉(yè)片(piàn)溫度，葉室內光合有(yǒu)效(xiào)輻(fú)射強(qiáng)度（PARin），環(huán)境光合(hé)有效輻射(PARout)，大(dà)氣壓力(lì)。

計算功能

光(guāng)合速率，蒸(zhēng)騰速率，氣(qì)孔水(shuǐ)汽(qì)導(dǎo)度，氣(qì)孔(kǒng)阻抗(kàng)，胞間(jiān)CO₂濃(nóng)度，瞬時(shí)水分利(lì)用率，蒸(zhēng)騰(téng)比(bǐ)，基(jī)於葉室溫度的VPD，CO₂差值(zhí)，RH差值(zhí)等參數(shù)

控(kòng)製功(gōng)能

流量的自(zì)動(dòng)控製(zhì)

測量(liáng)時間的(dí)控(kòng)製

開(kāi)路(lù)光合(hé)測(cè)量(liáng)方式(shì)的(dí)選(xuǎn)擇(zé)

閉(bì)路(lù)光合測(cè)量(liáng)方式的選(xuǎn)擇(zé)

曲(qū)綫功能

光合曲(qū)綫，蒸騰曲(qū)綫

界(jiè)麵(miàn)功能(néng)

參(cān)數，測量(liáng)值，計算(suàn)值，係統信息實(shí)時(shí)顯示

參數輸入

試(shì)驗(yàn)名稱可(kě)輸入(rù)或(huò)自動生成(chéng)，氣孔(kǒng)比，測(cè)量時間，數(shù)據記錄次(cì)數，氣泵流量可手動輸(shū)入(rù)。

輸出(chū)導出

通(tōng)過USB綫(xiàn)連(lián)接電(diàn)腦(nǎo)導(dǎo)出(chū)數據。數(shù)據以excel格式顯示。