LI-6400/LI-6400XT可以控制CO2濃度到0 ppm,然而既要保證低CO2濃度的控制,同時(shí)又能自動(dòng)調整流速以維持H2O濃度穩定性,不是一件容易的事。下面介紹一個(gè)簡(jiǎn)單的方法,通過(guò)改造LI-6400/XT氣路來(lái)實(shí)現穩定控制低CO2濃度。
1、簡(jiǎn)介
在低CO2濃度條件下,C4植物可以增加維管束鞘細胞內CO2濃度來(lái)提高光合同化效率,這競爭性地阻礙了氧化作用。C4植物的光合同化效率較C3植物更高,其證據C4植物的CO2吸收速率為正,或CO2補償點(diǎn)(Γ)時(shí),胞間CO2濃度(Ci)更低。C4植物的典型Γ ≤ 10 ppm;而C3植物的Γ值在40至50 ppm之間。
一臺配有6400-01 CO2注入系統的LI-6400/LI-6400XT光合儀可以控制CO2濃度下降到30至50 ppm;當CO2注入系統關(guān)閉時(shí),0 ppm的CO2濃度可以實(shí)現。
如果用戶(hù)需要控制CO2濃度在0至50 ppm之間,可以通過(guò)修改LI-6400/LI-6400XT主機的氣路來(lái)實(shí)現,如果以后需要改回廠(chǎng)家的正常氣路設置(圖 1a),也可以輕松完成。修改后的氣路中,CO2注入系統被放置在氣泵的正壓力一側(圖 1b),迫使注入系統的壓力對抗系統的壓力,有效地降低了注入系統中純CO2的流出速率,因而也就實(shí)現了更低的CO2濃度控制點(diǎn)。
圖1:LI-6400/LI-6400XT的簡(jiǎn)化氣路圖,A)標準廠(chǎng)家設置 B)修改后的低CO2濃度控制設置
2、修改LI-6400/LI-6400XT的氣路及軟件參數設置
修改過(guò)程包括去除已有的連接空氣過(guò)濾器、CO2注入系統、第1個(gè)緩沖腔室和泵的Bev-a-line(R)管路;氣路的其余部分保持不變。整個(gè)修改過(guò)程只需少量工具,操作簡(jiǎn)便,只需要2個(gè)小時(shí)或更短的時(shí)間。
圖2:氣路修改前(左)、后(右)對照
3、修改氣路后的差別和限制
應該考慮到,修改氣路會(huì )對LI-6400/LI-6400XT的測量帶來(lái)一些限制。將CO2注入系統裝置在氣泵的正壓力一側,會(huì )降低CO2濃度的設定值大約10%(圖3)。大多數LI-6400/LI-6400XT的CO2濃度最大值可達到2000 ppm以上。
圖 3:氣路修改前、后的CO2注入系統校準曲線(xiàn)對比,框內小圖為控制電壓小于500 mV時(shí)的情形,注意修改后的曲線(xiàn)增加了控制下限
修改后,CO2注入系統的響應時(shí)間會(huì )略增加,不過(guò)對于需要在90至120秒內完成的調查型測量來(lái)說(shuō)仍然足夠快。在整個(gè)CO2設定點(diǎn)的量程內,標準氣路和修改后氣路中由CO2注入系統引起的CO2濃度方差相當。
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