[发明专利]一种田间原位连续低丰度13CO2同位素标记装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测作物根际呼吸和标记植株模拟装置。

背景技术

过去，人们通常采用高丰度¹³CO₂进行脉冲式标记，很少有人采用高丰度¹³CO₂连续标记，对作物标记不连续，标记成本大，检测手段落后，误差大，精度低。现在，随着科技的进步和大气中温室气体的增加，人们对作物光合产物的分配研究方法和手段不断改进，人们清醒地认识到利用连续¹³CO₂标记的重要性，它决定作物固定大气中的CO₂通过重新分配对生态系统的影响能力。所以，国内外的温室气体和植物生理方面的研究人员对利用连续¹³CO₂标记的研究非常重视。¹³C连续标记技术越来越多的被从事碳研究工作的一个热点和突破口，而其连续标记方法相对滞后，标记成本高，很少有人研究。

传统的方法一般采用高丰度¹¹CO₂、¹³CO₂和¹⁴CO₂三种标记CO₂气体对作物进行标记，由于标记物成本较高，通常采用脉冲式标记，测量过程中干扰因素较多，误差大，标记时间较短，使一些较小的异检测不到，部分被忽视。

发明内容

本发明是为了解决传统对植物进行的C元素标记的装置或方法采用脉冲式标记方式，标记精度低，成本高的问题，本发明提供了一种田间原位连续低丰度¹³CO₂同位素标记装置及方法。

一种田间原位连续低丰度¹³CO₂同位素标记装置，其特征在于，它包括标记箱、风扇、空调、燃烧器、CO₂测控器、氧气瓶、液化气瓶、除湿机、自动控制系统和加湿器；所述的标记箱为底部开口式箱体，所述的标记箱的侧壁设有一个通孔，所述的标记箱为透明的箱体，燃烧器的燃烧端穿过标记箱的通孔伸入标记箱内部，所述的燃烧器的末端同时与液化气瓶的出气口和氧气瓶的出气口连通，所述的燃烧器的燃烧端设置有电子打火器；风扇固定在标记箱内顶部中间位置，空调固定在标记箱侧壁的上部，CO₂测控器位于标记箱内，除湿机固定在标记箱侧壁的下部，加湿器放置在标记箱内，自动控制系统放置在标记箱外部，所述的自动控制系统控制信号输出端同时与风扇的开/关控制信号输入端、空调的控制信号输入端、CO₂测控器的控制信号输入端、电子打火器的控制信号输入端、除湿机的控制信号输入端和加湿器的控制信号输入端连接。

所述的液化气瓶输出的液化气中¹³C丰度比大气本底值低60%。

本发明所述的一种田间原位连续低丰度¹³CO₂同位素标记装置，主要用于研究作物光合作用固定大气中的CO₂在作物植株、根际呼吸的分配及根际呼吸CO₂排放通量融为一体的系统装置。其主要功能是采用低丰度¹³CO₂进行续标记。

采用一种田间原位连续低丰度¹³CO₂同位素标记装置实现一种田间原位连续低丰度¹³CO₂同位素标记方法，它的具体步骤为，

首先、将标记箱放置在种植有待标记作物的土壤上，并且使得所述待标记作物位于标记箱内，使加湿器的加湿口与标记箱内土壤接触，使自然光透过标记箱照射待标记作物；

然后，在待标记作物的生长过程中：

根据待标记作物所需生长环境的参数，通过自动控制系统控制空调运行，使标记箱内温度在20～25℃范围内；通过自动控制系统控制加湿器和除湿机，使标记箱内的湿度在50～60%范围内；