本发明属于野外监测植物生理生态参数
技术领域：
，涉及一种通过循环酒精扩展光合作用测定系统控温范围的装置。
背景技术：
：由美国LI-COR公司研发制造的LI-6400XT便携式光合测定系统代表了当今国际上在叶片水平上监测植物/作物光合作用过程相关仪器的最高水平。LI-6400XT便携式光合测定系统可以控制叶室内的温度、CO2浓度、相对湿度、光照强度等相关环境因子。LI-6400XT解决了野外测量光合作用参数的诸多问题，例如配备的红蓝光源可实现准确控制叶室内的光强，但不会由于光照时间的增长而改变叶室内的温度。然而，LI-6400XT便携式光合测定系统自身调控叶室温度的能力非常有限，仅可以基于环境温度降低或升高7℃，导致在炎热的夏季无法监测植物/作物在低温环境(5℃～20℃)的光合作用参数；同理，LI-6400XT也无法实现在寒冷的冬季监测植物/作物在高温环境(25℃～40℃)的光合作用参数。因此，目前基于LI-6400XT便携式光合测定系统野外监测植物/作物光合作用参数的相关试验研究仅局限于在不同季节测定小范围温度变幅下的光合作用参数，即在夏季测定较高环境温度的光合作用参数(30℃～40℃)，而在冬季和春秋季分别测定较低(5℃～20℃)和中等温度(20℃～30℃)条件下的光合作用参数，在很大程度上限制了对于植物/作物生理生态学领域关键科学问题的深入探讨和理解。综上所述，现有技术存在的问题是：LI-6400XT便携式光合测定系统温度调整范围非常有限，成为限制野外条件下监测植物/作物光合作用参数的关键瓶颈问题，急需从技术上实现对LI-6400XT便携式光合测定系统温度调整范围进行有效扩展，从而为野外条件下监测植物/作物生理生态过程对温度的响应提供测量技术支撑。技术实现要素：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种过循环酒精扩展光合作用测定系统控温范围的装置。本发明是这样实现的，通过循环酒精扩展光合作用测定系统控温范围的装置，所述过循环酒精扩展光合作用测定系统控温范围的装置设置有：升温槽、降温槽；循环泵通过管道连接所述升温槽、降温槽；所述循环泵通过进酒精PVC管道连接内含可流通酒精通道的金属部件；所述含可流通酒精通道的金属部件通过出酒精PVC管通道连接升温槽、降温槽。进一步，所述升温槽、降温槽的出口分别安装有高温酒精运输开关、低温酒精运输开关。进一步，所述循环泵的进酒精PVC管道安装有循环泵开关。本发明的另一目的在于提供一种所述通过循环酒精扩展光合作用测定系统控温范围的装置的通过循环酒精扩展光合作用测定系统控温范围的方法，所述通过循环酒精扩展光合作用测定系统控温范围的方法包括：(1)升温槽、降温槽中分别加入热水升温物质或干冰、液氮等降温物质，制备出不同温度的循环酒精；(2)通过循环泵开关控制循环泵；通过控制高温酒精运输开关、低温酒精运输开关实现对不同温度循环酒精的调用；(3)循环酒精随着进酒精PVC管通道流入内含多条可流通酒精通道的金属部件中，与叶室发生热交换，改变叶室内部叶片的温度；(4)热交换过程结束后，循环酒精随出酒精PVC管通道再返回到升温槽或降温槽内的铜管中，再次成为高温或低温酒精输送至同光合作用测定系统叶室贴合的内含多条可流通酒精通道的金属部件中参与叶室的热交换过程。本发明通过循环不同温度酒精使LI-6400XT光合作用测定系统的控温范围由环境温度的±7℃扩展为植物具有生物学活性温度范围内(5℃～40℃)任意调整该系统的光合作用测量室温度，彻底解决了LI-6400XT光合作用测定系统控温能力有限的关键瓶颈问题，使实验人员在短时间内即可连续监测野外环境下不同温度的净光合反应速率和呼吸速率等关键生理生态参数，从此不再依靠每年季节变化或每天温度日变化而获得对照和增温条件下净光合反应速率和呼吸速率对不同温度的响应曲线(图1)，突破了长期以来制约野外条件下监测净光合反应速率和呼吸速率等关键生理生态参数的技术瓶颈，极大地提高了相关生理生态学参数和指标的测定效率，为深入探讨植物/作物关键生理生态过程对温度的响应机理提供了测量技术和方法方面的有力支撑。附图说明图1是本发明实施例提供的过循环酒精扩展光合作用测定系统控温范围的装置结构示意图；图中：1、升温槽；2、降温槽；3、高温酒精运输开关；4、低温酒精运输开关；5、循环泵开关；6、循环泵；7、内含可流通液体酒精通道的金属部件；8、进酒精PVC管通道；9、出酒精PVC管通道。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明使LI-6400XT光合作用测定系统调控温度的范围从环境温度±7℃扩大到10℃～40℃，尤其适用于野外条件下测定植物/作物生理生态学参数对不同温度的响应。下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。如图1所示，本发明实施例提供的通过循环酒精扩展光合作用测定系统控温范围的装置包括：升温槽1、降温槽2、高温酒精运输开关3、低温酒精运输开关4、循环泵开关5、循环泵6、内含可流通液体酒精通道的金属部件7、进酒精PVC管通道8、出酒精PVC管通道9。循环泵6通过管道连接升温槽1、降温槽2，循环泵6通过进酒精PVC管通道8内含可流通液体酒精通道的金属部件7，内含可流通液体酒精通道的金属部件7通过出酒精PVC管通道9连接升温槽1、降温槽2；升温槽1、降温槽2的出口分别安装有高温酒精运输开关3、低温酒精运输开关4，循环泵6的进酒精PVC管通道安装有循环泵开关5。本发明通过向升温槽1、降温槽2中分别加入热水升温物质或诸如干冰等降温物质，制备出不同温度的循环酒精；通过循环泵开关5控制循环泵6；随后通过控制高温酒精运输开关3、低温酒精运输开关4实现对不同温度循环酒精的调用；循环酒精随着进酒精PVC管通道8流入内含可流通液体酒精通道的金属部件7中，并与LI-6400XT光合作用测定系统的光合作用测量叶室发生热交换，进而改变叶室内部叶片的温度。热交换过程结束后，循环酒精随出精PVC管通道9回到升温槽1或降温槽2中。(1)循环酒精的升温与降温：首先在光合作用测定系统运行前，在用于循环酒精的PVC管通道中倒入一定量液体纯酒精；然后根据实验需求，在升温槽中加入热水或是在降温槽中加入诸如干冰、液氮等降温物质，从而制备符合实验需求温度的循环酒精。(2)循环酒精的运输：本发明的循环酒精是利用循环泵使PVC管通道中的酒精在密闭的管道系统中流动并循环起来，通过锡箔纸包裹的PVC管道运输到LI-6400XT便携式光合作用测量系统的叶室外部的特制金属部件。该特制金属部件包裹整个叶室。高温酒精和低温酒精分别由两个独立的运输系统负责输送，按照实验需求通过阀门控制高、低温酒精的输出与供应；参与热传递后的循环酒精随PVC管通道流回螺旋状分布于升温槽或降温槽内封闭的铜管内，再次同开水或干冰进行热量交换后经由PVC管通道循环输送到同LI-6400XT便携式光合作用测量系统的叶室外部紧密贴合的特制金属部件参与在此处进行的热传递和热交换过程。(3)叶室内叶片温度的调整：循环酒精到达叶室后，随着安装在叶室外部特制金属器具内的水道流动，与叶室进行较为充分的热传递，进而调整叶室内叶片的温度，实现调整叶室内叶片温度的作用。(4)循环水的保温：升温槽和降温槽自身选用保温性较好的不锈钢材料制作，外部包有保温泡沫。所有循环酒精的外部运输管道都是在包裹于锡箔纸内的PVC管内进行的。特制金属部件采用不锈钢材质，内部的水道以铜为材料制作，因而装置对于循环酒精的保温效果较好。下面结合本发明在实际运用过程中的情况进行说明：(以华北平原典型农田生态系统玉米叶片为例，见表1和表2)。表1不同温度条件下玉米叶片净光合速率对增温的响应叶片温度/℃5℃10℃15℃20℃25℃30℃35℃40℃对照/μmol·m-2·s-13.84.98.012.718.217.416.59.1增温/μmol·m-2·s-14.04.39.413.623.429.228.120.8表2不同温度条件下玉米叶片暗呼吸速率对增温的响应叶片温度/℃5℃10℃15℃20℃25℃30℃35℃40℃对照/μmol·m-2·s-11.51.712.042.432.973.754.555.53增温/μmol·m-2·s-11.41.601.671.832.342.833.474.14经本发明处理后的LI-6400XT便携式光合测量系统的调温范围由原有的环境温度±7℃提高到了5℃～40℃，便于实验人员在野外进行植物的各项生理生态过程参数的测量活动，获取更加丰富的实验数据。同时，本发明的升降温过程所运用的物质均为获取途径多样，成本较低，使用后对环境污染较小，符合当今时代的发展要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3