红外线CO2气体分析仪法测定植物光合速率与呼吸速率 红外二氧化碳气体分析仪（IRGA）的工作原理：许多由不同原子组成的气体分子对红外线具有特定的吸收带。 CO2 有四个红外吸收带，吸收峰分别在 2.69μm、2.77μm、4.26μm 和 14.99μm，其中只有 4.26μm 吸收带与 H2O 吸收带不重叠，红外仪器为设置为仅 4.26μm 红外线 光通过过滤器。当该波长的红外光通过含有 CO2 的气体时，由于 CO2 的吸收，能量减少。减少与 CO2 的浓度有关，并遵循朗伯-比尔定律。通过将含CO2气体和不含CO2的气体分别供给红外计，红外计的检测器通过检测红外光能量的变化，输出反映CO2浓度的电信号。
Ⅰ.封闭系统斜率法
一、原理
将 IRGA 和光合作用同化室连接到一个封闭的气路系统中。将植物材料密封在透明的同化室中并给予适当的光照。由于植物的光合作用，同化室内的二氧化碳浓度会降低。用IRGA和合适的记录仪，可以画出同化室内CO2浓度随光合作用时间下降的曲线。当同化室不漏气，光强稳定，室内空气不断搅动时，曲线将是一条平滑的曲线。在曲线的任意一点做切线，封闭系统和同化室的体积可以根据切线的斜率确定。该区域求出该点 CO2 浓度下的光合速率。
二、材料、设备和试剂
(1)材质：植物叶子
（二）设备： 1、封闭气路光合作用测量装置：QGD-07红外CO2气体分析仪、XWT-264型自动记录仪、MXQ气体采样器（图4）、光合作用同化室、温度转换器（温度探头可置于同化室，输出信号接记录仪）或半导体点温计、橡胶管（内径6~7mm）、塑料气球，如图6所示成套连接，放在医疗车上。 2、量子辐照度计； 3、叶面积仪； 4、铁架（带试管夹）； 5. 0～50℃温度计（用以修正叶室温度）； 6.剪刀； 7. 搪瓷盘带盖； 8.纱布。
（三）试剂： 1、无水氯化钙（无水硫酸钙）； 2.烧碱石棉（10目）或碱石灰。
3. 实验步骤
(1)光合速率的测定
1.安装仪表（1）将安装密闭气路光合作用测量装置放置在距离被测植物1~2m处，连接红外仪器、记录仪、采样器和温度转换器的电源。打开红外仪的电源开关预热1~2h，将红外仪的量程开关拨到I档（0~500ppm，1ppm=1mg/L）。用电线将红外表和温度转换器的信号输出端连接到记录仪的两个信号输入端。旋转记录仪第一笔的量程选择开关在10mV位置（与红外仪器的输出信号电压匹配），旋转记录仪第二笔的量程选择开关在2V位置（与温度转换器输出温度0～50℃的信号电压匹配))。
2. 调整和校准仪器
(1) 红外仪器预热完毕后，打开录音机电源开关、录音机信号输入开关和采样器前面板上的气泵开关，将采样器F1旋钮设置为“零气"位置，F2旋钮拨到“测量"位置，开始调节红外仪器的零位（此时不含CO2和水分的零气通过红外仪器），约1到2分钟，调节红外仪器调零旋钮，使指针稳定在“0"点位置。待稳定后，调节记录仪第一支笔的“调零"旋钮，将记录仪调至零位，红外仪器调零完成。
(2) 拔掉红外仪器进气口处的橡皮管，更换CO2标准气（已知准确CO2浓度）钢瓶，排气口放空，让标准空气流过红外仪器分析气室（流速为约1L/min 建议开始校准，此时红外仪的指针应指向标准气体浓度对应的刻度（μA值），否则红外仪的“校准"旋钮标定完成后可调整恢复原气路。
(3)将玻璃温度计的感温端与叶室内的变温探头放在一起（注意阴凉处），从玻璃温度计上读取温度，快速转动叶室第二支笔的调零旋钮。将手写笔放在与温度相对应的位置以校正温度。
3. 测量
(1)将采样器面板上的F1旋钮旋至“测量"位置，将植物叶片平放在同化室中，然后关闭同化室（注意不要让操作者的呼吸进入叶室），开叶房扇。当观察到触笔开始向左移动时，将记录仪“纸速变化"开关快速旋转到合适的档位（以45°绘制曲线为宜），开始记录CO2浓度变化（触笔此时应从350ppm左右开始记录）和温度变化，用铅笔在记录纸上记下测得的叶片数和纸速，并使用量子辐射照度仪表测量被测叶片的接收光强度（光子通量密度）并记录下来。当手写笔向左移动到大约 310ppm 时，关闭进纸开关并停止记录。第一次测量完成。
(2)将采样器面板上的F2旋钮旋至“补充"位置后，迅速恢复，让气球中的高浓度CO2气体进入同化室，将CO2浓度补充至350ppm左右。观察手写笔向左移动并快速打开 进纸开关用于第二次重复测量。测量并记录光强度。当手写笔向左移动到大约 310ppm 时，关闭进纸开关，完成第二次重复测量。第三次重复测量。
(3)重复测量3次后，关闭同化室内风机，用记号笔在叶室与外侧的交点处做标记，打开叶室，剪掉叶片的测量部分，用湿纱布包好使用后将卡号并置于带盖的搪瓷盘中，待测叶面积。然后测量第二片叶子的光合速率。
(4)测量结束后，用叶面积仪测量每片叶子的面积（如果有便携式叶面积仪，测量光合作用后可立即测量叶面积）。
4. 计算 |
