光合觀測的重要條件——緩沖瓶的制作與使用

關于緩沖瓶的制作和使用

   在田間測量植物葉片光合速率的過程中，我們通常是以大氣中的CO₂濃度作為參考（對照），通過比較大氣經過葉片前和后時，其中的CO₂濃度變化差值來計算得到Pn值的。這就需要一個濃度穩定的CO₂氣體來源（試驗用氣）。這是測定Pn值的*的實驗條件。這一條件的好壞會直接影響到測量結果的誤差大小。

   解決的方法是從工業氣體供應商處購買鋼瓶裝的壓縮空氣（類似醫院里的大氧氣瓶）。但這種方式不僅增加了試驗成本，同時增加了田間操作的難度。因為這種規格的瓶子體積大，重量重。在田間不具備可操作性。所以，通常大家都采取自制一個“緩沖瓶”的方法來代替鋼瓶。將緩沖瓶內的氣體作為試驗用氣。當緩沖瓶內的CO₂濃度變化幅度在1-2ppm/5min之內時，可視為CO₂氣體濃度相對穩定，滿足試驗的要求。

    緩沖瓶的工作原理是利用瓶內相對密閉的空間和氣體的自然擴散運動來使得瓶內各部氣體相互混合，制造出CO₂濃度相對均衡和穩定的試驗用氣。

   本文意在對制作“緩沖瓶”的制作及正確使用做一些介紹。

一 緩沖瓶的制作方法：

1 材料：

    大的桶裝水水桶或實驗室常用的蒸餾水桶（任何容積大于20L，內部干燥且開口較小的容器均可），膠帶，剪刀，軟管。

2方法：

1.首先將桶內部干燥，

2.用膠帶把瓶口封好，

3.用剪刀在膠帶上戳一個小洞，

4.將儀器隨帶的軟管一端插入瓶中，并使軟管端口懸于瓶桶的中部。

5.再用膠帶把軟管在桶口處與桶體固定成一體，防止軟管脫落。

6.不要將開口*封閉。要保證外部空氣可以進入瓶內，防止瓶內因使用時的不斷抽氣而出現真空。

制作好的“緩沖瓶”如圖1，其封口處如圖2.

二 緩沖瓶的使用方法：

   1放置位置：

   緩沖瓶在使用時要遠離一切CO₂源，如實驗員本人、馬路、人群、車輛等；緩沖瓶要放在上風口位置；特別注意緩沖瓶要隨著實驗者移動，避免出現軟管脫離了緩沖瓶的現象。

三 緩沖瓶效果評估：

   用這樣一個簡單的裝置就可以達到實驗氣體相對穩定嗎？我們來檢驗一下。方法如下：

• 將緩沖瓶與所購光合儀（例如：Yaxin-1102便攜式光合蒸騰儀）接好，確保軟氣路管的金屬接頭與儀器安裝緊密。
• 打開儀器，預熱后進入CO₂測量模式或是直接觀察CO₂濃度初始值的模式。
• 在10-20分鐘后，觀察儀器上CO₂濃度的讀數，如果在5分鐘的時間內CO₂濃度讀數在1-2ppm之間變化。我們就認為符合了實驗條件，可以開始測量了。如下圖：

    通過上圖可以看出，緩沖瓶內氣體的CO₂濃度5min僅在1ppm內波動，緩沖效果較佳，可以認為緩沖瓶內的氣體是穩定的，足以控制測量誤差，滿足實驗要求。當然，在田間的自然條件下并不是每一次都能有如此理想的效果。

   有一點要注意，緩沖瓶中的CO₂濃度一定是隨大氣中CO₂濃度波動而變化的。我們要盡可能避免緩沖瓶周圍的CO₂濃度因人為的原因而出現劇烈波動。我們每側一組光合值所需時間在5分鐘以內，所以長期持續而緩慢的變化對測量結果的影響可以忽略。

  “緩沖瓶”是一個制作簡單，成本經濟，效果良好的光合測量的輔助但重要的工具。                     

                  北京雅欣理儀科技有限公司

                2018年12月9日