[发明专利]一种测定作物群体不同高度处光合速率、呼吸速率和温室气体排放的装置及方法

权利要求书

1.一种测定作物群体不同高度处光合速率、呼吸速率和温室气体排放的方法，其特征在于包括如下步骤：

1.1、测定装置的构建和安装；

1.1.1、测定装置的构建：

所述测定装置包括测试箱、第一支杆、第二支杆、第三支杆、3N个检测组件、侧面遮光板、顶部遮光板和信号采集器，测试箱包括顶盖、箱体和底座，所述的顶盖有透明顶盖和人工光源顶盖两种，透明顶盖顶部外面表上设有第一遮光板固定件，人工光源顶盖顶部不透光，人工光源顶盖顶部内表面上安装有人工光源，箱体顶部和底部均开口，箱体顶部上设有与顶盖底部相配合的第一凹槽，箱体内侧壁沿箱体高度的方向均匀、对称开设有多对风扇安装槽，各风扇安装槽内安装有风扇，箱体内壁上对称安装有一对支撑架，第一支杆和第二支杆的中间部分均弯曲，第三支杆为直杆，第一支杆、第二支杆、第三支杆的两端分别通过可拆卸地方式固定在两支撑架上，第一支杆、第二支杆、第三支杆在竖直方向上等间距分布，第三支杆位于箱体竖直方向的对称面上，第一支杆和第二支杆在竖直方向的投影关于第三支杆在竖直方向的投影对称，每个检测组件包括光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器，第一支杆、第二支杆和第三支杆上分别均匀固定安装N个检测组件，箱体外侧壁上设有第二遮光板固定件，底座呈中空状，底座顶部和底部均开口，底座顶部设有与箱体底部配合的第二凹槽，底座底部设有多个入土脚，人工光源、各检测组件中的光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器以及各风扇分别与信号采集器电连接；

1.1.2、测试装置的安装：

1.1.2.1、在测试田地中选好测试地点，通过入土脚将底座插入土中；

1.1.2.2、先将3N个检测组件分别均匀安装于第一支杆、第二支杆和第三支杆的中间部分上，每个检测组件包括光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器；

1.1.2.3、向第二凹槽中注入水，将箱体底部插入第二凹槽中并水封，使待测试的作物群体植株包围在箱体中，根据作物群体植株的高度调节第一支架、第二支架和第三支架的高度，第一支架的高度为作物群体植株的平均株高的3/4，第二支架的高度为作物群体植株的平均株高的2/4，第三支架的高度为作物群体植株的平均株高的1/4；

1.2、测定自然光源条件下整个作物群体的光合速率、光照、温度、湿度以及温室气体排放：

开启箱体内的各风扇、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器以及信号采集器，并向第一凹槽中加入水，1~2min后查看信号采集器，待箱体内部作物群体上、中和下层温度、湿度、O₂浓度以及温室气体浓度混匀至同一水平时，选用透明顶盖，将透明顶盖的底部插入第一凹槽中并水封，再开启箱体的各风扇、光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器以及信号采集器，并设置信号采集器每10s记录一次各光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器的数据，共记录3min；

1.3、测定自然光源条件下作物群体的上、中和下层光合速率、光照、温度、湿度以及温室气体排放：

先打开透明顶盖，开启箱体内的各风扇、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器以及信号采集器，并向第一凹槽中加入水，1~2min后查看信号采集器，待箱体内部作物群体上、中和下层温度、湿度、O₂浓度以及温室气体浓度混匀至同一水平时，然后选用透明顶盖，将透明顶盖的底部插入第一凹槽中并水封，再打开信号采集器以及各光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器，并设置信号采集器每10s记录一次各光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器的数据，共记录3min；

1.4、测定整个作物群体的呼吸速率、温度、湿度以及温室气体排放：

先打开透明顶盖，开启箱体内的各风扇、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器以及信号采集器，并向第一凹槽中加入水，同时将顶部遮光板通过两U形槽固定安装在透明顶盖的正上方，将四块侧面遮光板通过螺栓分别固定在箱体四个侧壁的外侧，1~2min后查看信号采集器，待箱体内部作物群体植株的上、中和下层温度、湿度、O₂浓度以及温室气体浓度混匀至同一水平时，然后选用透明顶盖，将透明顶盖的底部插入第一凹槽中并水封，再打开信号采集器以及各风扇、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器，并设置信号采集器每10s记录一次各温湿度传感器、O2传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器的数据，共记录3min；

1.5、测定作物群体上、中和下层的呼吸速率、温度、湿度以及温室气体排放：

先打开透明顶盖，开启箱体内的各风扇、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器以及信号采集器，并向第一凹槽中加入水，1~2min后查看信号采集器，待箱体内部作物群体上、中和下层温度、湿度、O₂浓度以及温室气体浓度混匀至同一水平时，然后选用透明顶盖，将透明顶盖的底部插入第一凹槽中并水封，再打开信号采集器以及各温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器，并设置信号采集器每10s记录一次各温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器的数据，共记录3min；

1.6、测定人工光源条件下，不同光照强度下整个作物群体的光合速率、光照、温度、湿度以及温室气体排放：

1.6.1、先打开透明顶盖，开启箱体内的各风扇、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器以及信号采集器，并向第一凹槽中加入水，1~2min后查看信号采集器，待箱体内部作物群体上、中和下层温度、湿度、O₂浓度以及温室气体浓度混匀至同一水平时，然后选用人工光源顶盖，将人工光源顶盖的底部插入第一凹槽中并水封，调整光照强度至A₁L_X，再打开信号采集器以及各风扇、光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器，并设置信号采集器每10s记录一次各光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器的数据，共记录3min；

1.6.2、先打开人工光源顶盖，开启箱体内的各风扇、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器以及信号采集器，并向第一凹槽中加入水，1~2min后查看信号采集器，待箱体内部作物群体上、中和下层温度、湿度、O2浓度以及温室气体浓度混匀至同一水平时，然后选用人工光源顶盖，将人工光源顶盖的底部插入第一凹槽中并水封，调整光照强度至A₂L_X，再打开信号采集器以及各风扇、光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器，并设置信号采集器每10s记录一次各光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器的数据，共记录3min；

1.7、测定人工光源条件下，不同光照强度下作物群体上、中和下层的光合速率、光照、温度、湿度以及温室气体排放：

1.7.1、开启箱体内的各风扇器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器以及信号采集器，并向第一凹槽中加入水，1~2min后查看信号采集器，待箱体内部作物群体植株的上、中和下层温度、湿度、O₂浓度以及温室气体浓度混匀至同一水平时，然后选用人工光源顶盖，将人工光源顶盖的底部插入第一凹槽中并水封，调整光照强度至A1₁L_X，再打开信号采集器以及各光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器，并设置信号采集器每10s记录一次各光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器的数据，共记录3min；

1.7.2、先打开人工光源顶盖，开启箱体内的各风扇、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器以及信号采集器，并向第一凹槽中加入水，1~2min后查看信号采集器，待箱体内部作物群体植株的上、中和下层温度、湿度、O₂浓度以及温室气体浓度混匀至同一水平时，然后选用人工光源顶盖，将人工光源顶盖的底部插入第一凹槽中并水封，调整光照强度至A1₂L_X，再打开信号采集器以及各光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器，并设置信号采集器每10s记录一次各光照传感器、温湿度传感器、O₂传感器、CO₂传感器、N₂O传感器和CH₄传感器的数据，共记录3min。