Способ определения средней скорости фотосинтеза листьев растений и устройство для его осуществления

 

1, Способ определения средней скорости фотосинтеза листьев растений, включающий последовательное экспонирование в листовой камере частей листьев одинаковой площади в потоке воздуха постоянного расхода, определение среднего значения разности концентраций СОо в опытном и контрольном потоках воздуха и расчет средней скорости фотосинтеза листьев растений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения средней скорости фотосинтеза листьев растений, включая различные сорта, варианты растений, при MHoroKpaTHMvi замере их путем сокращения времени, между замерами, все экспо зиции серии замеров проводят в течение одинакового времени, опытный и конт . рольный воздух всех экспозиций собира .ют соответственно в опытный и кон троп (О ный воздухонепроницаемые пакетные ре (/) зервуары и по окончании серии экспозиций измеряют в собранных опытной и контрольной пробах воздуха осредненную разность концентраций СО л . со ел 4 О5 о:

„„SU„„957463

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) А 01 Cj 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2990299/30-15 (22 ) 08. 10,80 (46) 30.08.83. Бкщ. Иа 32 (72) Л.Т,Карпушкин (71) Институт фотосинтеза AH СССР (53) 581.12 (088,8) (56) 1. Л,Т,Карпушкин.Применение инфракрасного гаэоанализатора для изучения СО - гаэообмена растений, Сб. ст. "Биофиэические методы в физиологии растений". М., "Наука, 1971, с.45-46 (прототип ), (54} СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ:

СКОРОСТИ ФОТОСИНТЕЗА ЛИСТЬЕВ

РАСТЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) 1, Способ определения средней скорости фотосинтеза листьев растений, включаюший последовательное экспонирование s листовой камере частей листьев одинаковой плошади в потоке воздуха постоянного расхода, определение среднего значения разности концентраций СО2 в опытном и контрольном потоках воздуха и расчет средней скорости фотосинтеза листьев растений, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения точности определения средней скорости фотосинтеза листьев растений, включая различные сорта, варианты растений, при многократном замере их путем сокрашения времени между замераМи, все экспо эиции серии замеров проводят в течение одинакового времени, опытный и конт» рольный воздух всех экспозиций собира,ют соответственно в опытный и контрольный воздухонепроницаемые пакетные резервуары и по окончании серии экспозиций измеряют в собранных опытной и контрольной пробах воздуха осредненную разность концентраций СО .

957463 налов.

2, Устройство для определения средФ ней скорости фотосинтеза листьев расте ний, содержащее дифференциальный ИКСО> газоанализатор и систему для экспонирования листьев, состоящую иэ контрольного и опытного воздушных каналов с общим входом, причем к опытному каналу подключена листовая камера и в каждом канале включены по вентилю и рогаметру, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что система для экспонированит

Изобретение относится к экспериментальной физиологии растений, в частности к газометрическим устройствам и способам измерения скорости фотосинтеза растений; и может быть использовано в экологии, селекции и технологии производства высших наземных растений.

Известен способ определения средней скорости фотосинтеза листьев растений, включающий последовательное экспониро- 10 ванне в листовой камере частей листьев одинаковой плошади в потоке воздуха постоянного расхода, определение среднего значения разности концентраций СО в опытном и контрольном потоках возду- t5 ха и расчет средней скорости фотосинтеза листьев растений (1 $ .

Известно устройство дпя определения средней скорости фотосинтеза листьев растений, содержащее дифференциальный 20

ИК - СО- газоанализатор и сисгемудля

z экспонирования листьев, состоящую из контрольного и опытного воздушных каналов с общим входом, причрм к опытноМу каналу подключена листовая камера 25 и в каждом канале включены по вентилю

s ротаметру f2 ), Недостатком таких способов и усгройсгва яВляется малая точность определения средней скорости фотосинтеза листьев З0 рас гений. Белью изобретения является повышение точности определения средней скорости фотосинтеза листьев растений, включая различные сорта, варианты растений, при тиногокрагном замере их путем сокращения времени . между замерами.

Бель достигается тем, что в способе все экспозиции серии замеров проводят листьев выполнена отдельным приспособлением и содержит автономный источник апектропитания, реле времени, счетчик экспозиций, два безинерционных побудителя расхода воздуха и два пластичных воздухонепроницаемых резервуара, причем побудители расхода воздуха включены в контрольный и опытный воз« душные каналы, а резервуары ге рметично с оепиыены с выхопами кав течение одинакового времени, опытный и контрольный воздух всех экспозиций собирают соответственно в опытный и контрольный воздухонепроницаемые паке тные резервуары и по окончании серии экспозиций измеряют в собранных опытной и контрольной пробах воздуха осредненную разность концентраций СО2 .

В устройстве для осуществления предлагаемого способа система для экспонирования листьев выполнена отдельным приспособлением и содержит автономный источник электропитания, реле времени, счетчик экспозиций, два безинерционных побудителя расхода воздуха и два пластичных воздухонепроницаемых ревервуара, причем побудители расхода воздуха включены в контрольный и опытный воздушные каналы, а резервуары герметично соеди иены с выходами каналов.

Экспонирование листьев и получение информации о их средней скорости фотосинтеза проводят как отдельную операцию и осуществляют специальным портативным устройством. Это позволяет устанавливать продолжительность экспозиции вне всякой связи с инерционностью средств измерения разности концентраций СО в пробах воздуха, тоько по времени, необходимому и достаточному для снятия информации о скорости фотосинтеза листа в стационарном режиме экспонирования. При использовании листовых камер с характерным размером 1- 1, 5 мм (расс гояни ем между поверхностью листа и стенкой камери) и величине К 2 смрс-< время экспозиции может не превышать 5-6 с.

Предлагаемый способ требует экспонирования листьев при постоянном и одина957-163 ковом расходе воздчха и в течение оди- накового времени, равном примерно 5 с.

При таком малом времени экспозиции оно должно устанавливаться автоматически, а насосы должны быть безинерционными, Это потребовало создания специального приспособления для экспонирования листьев, которое к тому же должно быть портативным и .иметь автономный источник питания, чтобы обеспечить возможность наблюдений в течение 10-20

10 мин на вариантах, отстающих друг от дру« га на расстояниях в десятки метров, На фиг, 1 изображена блок-с:хема дифференциального ИК-СΠ— газоанализагора, 15 на фиг. 2 — блок-схема приспособления для экспонирования листьев.

Устройство для определения средней скорости фотосинтеза листьев растений состоит из дифференциального ИК-СΠ—

20 газоанализа тора и приспособления для экспонирования листьев.

Блок-схема дифференциального ИК-СО газоанализатора представляет собой открытую дифференциальн ую измери тельную

25 систему, имеющую два воздушных каналаопытный О и контрольный К и содержашуюхлоркальциевые осушители 1 воздуха, ватные фильтры 2 для очис.тки воздуха от механических загрязнений, дифференциальный ИК-СО> -гаэоанализатор 3 для измерения разности концентраций СО

Г

СО g B KQHrpGIIbHoM H опытном HoroKSx воздуха, рогаметры 4 для контроля расхода воздуха в каналах> вентили 5 для 35 установления расхода воздуха в каналах, насос 6 для создания потоков воздуха в каналах, самописец 7 для регистрации

d(C0g) и потоках воздуха.

Приспособление дпя экспонирования 40 листьев состоит из двух систем: воздушной и электромеханической, Воздушная система состоит из двух соединенных входами каналов - контрольного К и опытного О и содержит в ойытном кана- 45 ле выносную листовую камеру 8, присоединенную к прибору двумя (контрольнымм и опытным: ) IIGHHXtIOpBHHHJIOBbIMH, Ьоэдухопроводами. В каждом канале воз душная система содержит по беэинерционному насосу 9 для создания потока воздуха в каналах, по вентилю 10 для установления и по рогаромегру 11 для контроля расхода воздуха в каналах, а также по резервуару 12 иэ полихлорвини- 55 ловой пленки, которые присоединены к выходам каналов и предназначены для сбора проб воздуха. Элекгромехаиическая система имеет автономный исгочни к 13 пи тания - два а ккумул я тора

3M T P 1 0 и содержи г электронный пре образователь 14 постоянного напряжения в переменное, необходимый для питания электромагнитного привода 15 насосов, реле 16 времени для включения насосов на установленное время экспозиции, контакты управления которым вынесены и присоединены к створкам листовой камеры таким образом, что при открывании камеры реле устанавливается в ждуший режим, а при закрывании включает насосы на установленное время, а также электромеханический счетчик 17 экспозиций.

Устройство работает следующим образом.

Включением тумблера питания К по1 дается постоянное напряжение на электронное реле 16, содержащее электромеханическое реле с нормально разомкнутым контаком К . При открывании камеры реле устанавливается в ждуший режим.

При включении листа в камеру для экспонирования, т,е. при закрывании камеры переключением контактов, присоединенных к створкам камеры, одновременно включается реле времени, контакт К замыкается, постоянное напряжение подается на преобразователь напряжения (ПН), переменное напряжение от ПН подается на катушку электромагнитного привода, приводящего в колебательное движение магии тный якорь и соединенные с ним мембраны обоих насосов. Насосы работают установленное посредством реле время и выключаются, Во время работы насосов атмосферный воздух проходит одновременно через опытный и контрольный каналы и поступает соответственно в предварительно откаченыые опытный и контрольный резервуары, В опытном канале, в камере СО2 из воздуха частично поглощается листом в процессе фотосинтеза. По выключении насосов (что устанавливается по прекраШению шума насосов) камера открывается оператором и лист освобождается. При открывании камеры реле снова устанавливается в ждуший режим и т,д.

По окончании .серии наблюдений воздухопроводы у резервуаров п режимаются .зажимами и они отсоединяются or прибора, а на их место присоединяется следукхцая пара, для новой серии наблкде-ний, В свободное от наблюдений время ,с помощью газоанализагора измеряют

Ь (С ) в пробах воздуха каждой пары

057403

f0..аставитель Л.Лебедев

Редактор 1!.Еэоролкина Текред Ж.Кастелевич Корректор И.Эрдейи

Заказ 8103/, 3 Тираж 721 Подписное

1З1(И1!1!1! Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.303!>, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .

<Ьилиал 1ПП! "1!агент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 резервуаров и иэ известного значения

К = V/5 и полученного значения

ЬГСО по формуле находят F:.

F= К4 (СО 3

Использование изобретения позволит сравнивать в отношении фотосинтетической активности различные виды, сорта и технологические варианты растений, что необходимо для решения ряда задач в исследованиях по фогосинтетической продуктивности и экологии растений, а также в работах по селекции и технологни производства сельскохозяйственных культур, 11ортативность прибора для экспонирования листьев (габариты 300х

200xl60, вес около 8 Kr) и автоном5 ность его электропитания дают воэможность проводить наблюдения на значительных расстояниях от электросети и за

25«ЗО мин одним прибором получать информацию для сравнения по фотосинтетической активности 3-4 вариантов различных растений, находяшихся друг or друга на расстояниях до десятков метров,