[發明專利]一種植物葉片吸收利用大氣水汽量的測定裝置及方法

在審

• 申請號: 201810033401.5
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108037038A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 劉文杰;楊秋;肖洪浪;李雙
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02;G01N7/04
• 代理公司: 北京精金石專利代理事務所(普通合伙) 11470
• 代理人: 強紅剛

本發明公開了一種植物葉片吸收利用大氣水汽量的測定裝置及方法，包括：密閉的玻璃控制室，所述玻璃控制室內設置有加濕器以及測定植物莖干部液流的包裹式植物莖流計；所述玻璃控制室外設置有水汽同位素分析儀，水汽同位素分析儀的氣路與玻璃控制室相連通；所述加濕器、包裹式植物莖流計以及水汽同位素分析儀上均連接有電源。將大氣水汽穩定同位素裝置和植物莖流測定裝置相結合，通過同時在線監測大氣水汽氫氧穩定同位素值、大氣水汽濃度和植物莖液流方向，確定植物葉片開始吸收大氣水汽，然后通過大氣水汽濃度和莖流量的變化等量化植物葉片吸收大氣水汽的量，本裝置結構簡單，能夠在戶外實時進行測定，適用范圍廣泛，測定速度快，準確性高。

技術領域

本發明涉及植物大氣水汽量的測定領域，尤其涉及一種植物葉片吸收利用大氣水汽量的測定裝置及方法。

背景技術

傳統理論認為植物通過根系從土壤中吸收水分，向上傳輸到莖、葉，以保證植物生長。然而，植物直接從大氣中吸收水分的相關研究已有過兩個世紀的不懈探索，實證了植物地上部分尤其是葉具有直接吸收利用大氣水汽的能力，并逆向傳輸到根部和根際土壤，一些學者稱之為“負蒸騰”。由于缺乏精密的儀器和定量的觀測方法，許多研究者認為植物的葉片吸水的生理生態意義作用不大，隨后一直未受到研究者的重視。植物(尤其荒漠植物)對非飽和大氣水汽利用的相關研究未見報道，而正是荒漠植物的相關研究更具有生態水文學、生態學的科學價值。因此，急需設計一套野外測定荒漠植物葉片利用大氣水汽的裝置來開展植物大氣水汽利用的生態水文過程、生理生態機制和水汽利用的定量評估研究。

對于植物葉片吸收水分的測定方法，主要包括：室內控制測量、利用穩定同位素技術和植物莖液流測定技術測定木質部內逆向液流來區分水分來源，即可測定植物葉片吸水現象、吸水速率及吸水量。

室內控制測量：將土壤含水量控制在田間持水量一個月，后期不再給土壤加水，當植物萎蔫時將接近土壤的一端密封，將植物葉片剪下稱重并放入霧室放置一段時間，取出后把葉片表面的水吸干，再次將植物葉片稱重。根據植物葉片兩次稱量來確定植物葉片的吸水量。室內控制測量法的實驗裝置簡單，它對于早期研究植物葉片吸水的證實實驗占有重要地位。但存在以下幾個缺點：(1)只能進行定性描述，不能量化植物葉片的吸水狀況。(2)多是在實驗室內進行的控制試驗，與野外自然條件下的狀況相差甚大。

同位素示蹤法：植物體內水分的同位素組成是各種來源水分同位素共同組合的結果，通過分析對比植物木質部水分與各種水源的同位素組成，利用二項或三項分隔線性混合模型，可以確定不同來源的水分對植物組織水分的相對貢獻大小。應用同位素技術來精確測量植物葉片吸水量，使確定多少量的大氣水對于植物來說是有效水以及研究葉片吸水吸收及運輸途徑成為可能。

植物莖液流測定法：一般植物通過根系從土壤中吸收水分，向上傳輸到莖、葉，以保證植物生長，植物莖液流是從下到上。在土壤極端干旱的條件下，荒漠植物葉片如果能夠吸收利用大氣水汽，植物莖液流方向會逆向呈從上到下。這是一種通過能否測定到荒漠植物莖部逆向液流(從上到下)來判斷植物葉片是否具有吸水能力的一種方法。

發明內容

針對上述缺陷或不足，本發明的目的在于提供一種植物葉片吸收利用大氣水汽量的測定裝置及方法，從而實現對不同的植物進行大氣水汽利用率的實時測定。

為達到以上目的，本發明的技術方案為：

一種植物葉片吸收利用大氣水汽量的測定裝置，包括：密閉的玻璃控制室，所述玻璃控制室內設置有加濕器以及測定植物莖干部液流的包裹式植物莖流計；所述玻璃控制室外設置有水汽同位素分析儀，水汽同位素分析儀的氣路與玻璃控制室相連通；所述加濕器、包裹式植物莖流計以及水汽同位素分析儀上均連接有電源。

所述玻璃控制室設置有五個透明面，形成玻璃罩，玻璃控制室的底面設置有防水層，玻璃罩與防水層形成一個密閉的控制室。

所述玻璃控制室上設置有數顯溫濕度自動記錄儀。