[發明專利]一種測量Fo來估算水體的初級生產力的方法

有效

• 申請號: 201610100962.3
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105759003B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 王強;吳宗文;謝偉;陳輝;何晨柳;陳為先
• 申請（專利權）人: 中國科學院水生生物研究所
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及微藻領域，更特別地，本發明涉及使用Fo來測量含有微藻的水體中的葉綠素a含量和藻細胞密度，并由此估計水體的初級生產力。

背景技術

初級(或原始)生產力，又稱水域第一性生產力，是水中營光合作用的植物(包括細菌)在單位面積、單位時間內固定太陽光能量產生有機物質量的能力。在水產養殖投餌量、水環境營養類型等領域，初級生產力是重要評價依據之一。為了估算初級生產力，常常需要測量葉綠素a含量，然后通過公式P＝K·r·c(Chla)·DH，其中：P為初級生產力，mg/(m³·d)；r為同化系數；c(Chla)為葉綠素a含量，mg/m³；DH為日照時間，h；K為經驗常數。

目前測量水體的葉綠素a含量的方法主要有比色度法和熒光法。比色度法能得到精確結果，但是步驟繁復，并且在測量過程中要使用有機溶劑來萃取葉綠素，不利于野外操作。熒光法簡便易行，但是一般需要先對水體中的藻進行全波譜掃描，找到合適的激發波長和發射波長，然后設定好激發光和所接收的發射光波長來測量熒光強度。由于自然水體中微藻成分復雜，每種藻都有各自的激發波長和發射波長，所以這種方法在對自然水體的檢測中誤差較大。

藻細胞密度是表征微藻生長狀態的重要參數之一。目前，測量藻細胞密度的方法主要是通過在顯微鏡下使用細胞計數器進行計數而得，這種方法費事費力，不好操作。

調制葉綠素熒光，全稱脈沖振幅調制(Pulse-Amplitude-Modulation,PAM)葉綠素熒光，國內一般簡稱調制葉綠素熒光，測量調制葉綠素熒光的儀器叫調制熒光儀。調制葉綠素熒光(PAM)是研究光合作用的強大工具，與光合放氧、氣體交換并稱為光合作用測量的三大技術。由于其測量快速、簡單、可靠、且測量過程對樣品生長基本無影響，目前已成為光合作用領域發表文獻最多的技術。使用調制葉綠素熒光儀，經過充分暗適應后，所有電子門均處于開放態，打開測量光得到Fo，此時給出一個飽和脈沖，所有的電子門就都將該用于光合作用的能量轉化為了熒光和熱，此時得到的葉綠素熒光為Fm。常常根據Fm和Fo計算出PS II的最大量子產量Fv/Fm＝(Fm-Fo)/Fm，它反映了植物的潛在最大光合能力。然而，尚未有文獻或專利資料記載使用調制葉綠素熒光參數Fo來表征葉綠素a的含量或微藻細胞密度。

發明內容

為了解決以上技術問題，

本發明提供了一種檢測水體中的葉綠素a含量的方法，包括以下步驟：

1)建立所述水體中的Fo-葉綠素a含量的相關性方程，包括：從所述水體中取樣，使用所述樣品制備不同稀釋度的樣品，測量各稀釋度樣品的Fo和葉綠素a含量，以Fo為橫坐標、葉綠素a含量為縱坐標作圖得到Fo-葉綠素a含量的相關性方程；

2)從含有與所述水體一樣的藻種類的水體中取樣，測量所述樣品的Fo；

3)將步驟b中所測得的Fo值代入步驟1所得到的方程中，從而計算葉綠素a含量。

進一步地，所述水體為實驗室光合微藻培養液、水產養殖水體或自然水體。

進一步地，所述光合微藻為藍藻、硅藻、綠藻、隱藻、裸藻、甲藻中的一種或任意幾種的混合。

進一步地，所述藍藻為平裂藻、色球藻、微囊藻、魚害微囊藻、魚腥藻、假魚腥藻中的一種或任意幾種的混合；所述硅藻為小環藻、直鏈藻、針桿藻、舟形藻中的一種或任意幾種的混合；所述綠藻為衣藻、鼓藻、小球藻、柵藻、盤星藻中的一種或任意幾種的混合。

本發明還提供了一種測量水體的初級生產力的方法，包括將根據上述方法得到的葉綠素a含量代入以下方程中得到水體的初級生產力：

P＝K·r·c(Chla)·DH

其中：P為初級生產力，單位為mg/(m³·d)；r為同化系數；c(Chla)為葉綠素a含量，單位為mg/m³；DH為日照時間，單位為h；K為經驗常數。

本發明還提供了一種測量實驗室光合微藻培養液的藻細胞密度的方法，包括以下步驟：

1)建立所述藻的Fo-藻細胞密度的方程，包括：從所述實驗室光合微藻培養液中取樣，使用所述樣品制備不同稀釋度的樣品，測量各稀釋度樣品的Fo和藻細胞密度，以Fo為橫坐標、藻細胞密度為縱坐標作圖，得到Fo-藻細胞密度的相關性方程；

2)從含有與所述實驗室光合微藻培養液一樣的藻種類的藻培養液中取樣，測量所述樣品的Fo；

3)將步驟2中所測得的Fo的值代入步驟1所得到的方程中，從而計算藻細胞密度。