植物气孔计原理

植物气孔计原理气孔是植物进行体内外气体交换的主要场所。水蒸汽、CO2、O2都要共用气孔这个通道，对应植物的蒸腾、光合、呼吸过程。1.气孔导度植物体内外的气体交换速率与植物体与气体的接触面积成正比。气孔结构大大地增加了叶细胞与气体的接触面。气孔张开时一般长约7〜30Pm，宽约1〜6Pm。而进出气孔的CO2和H2O分子的直径分别约为0.46nm和0.54nm，因而气体交换畅通。气孔越密集，则有效面积就越大，气体交换速率就越快。植物通过气孔的开闭来控制气体交换速率，直接影响蒸腾、光合、呼吸等过程。由于与植物体的气体交换，气孔内壁的气体与外界大气存在浓度差，气孔内壁的气体经扩散与大气进行交换，交换速率E与浓度差AC成正比曰AC写成 E=广leaf其中Reaf称为叶片的扩散阻抗，R岫由两部分组成，一部分为气孔内壁到叶表面的阻抗R，称为气孔阻抗，另一部分为叶表面到大气的阻抗气，称为边界层阻抗。即RfR+R常令：C=1，称为气孔导度。RS不同的叶面，气孔导度C明显不同。更重要的是C对气孔的开闭很敏感，C直接影响植物的蒸腾、光合、呼吸等过程。2.气孔计气孔计是专业测量气孔导度C的仪器，其设计原理分动态测量和稳态测量。①动态气孔计的测量原理：将叶面密闭在干燥空气的叶夹，由于叶面的蒸腾，叶夹中的湿度随时间增加，增加的速率在一定范围内与气孔导度C成正比，用与所测气孔导度相近的标准板对仪器进行校准后，即可求出所测叶面的气孔导度。即：增湿速率：V=A(RH)忧CAt则：动态气孔计的优点是仪器简单，价格便宜。但其测量值是叶面处于湿度不断增加的环境中气孔导度的平均值，而且需每次校准，和一系列的校准板。②稳态气孔计测量原理将叶面置于开放叶室中，让大气以一定流速进入叶室，分别测量进出叶室的气体湿度，可精确计算出蒸腾速率。E=to^LxWP-eo其中：W为气流的摩尔流量密度，P为大气压强。ee分别为进出气口的水分压。水分压与相对湿度的关系为e=HRxese为温度t下的饱和水汽压一t18.564— …十 2544e=6.13753x10-3xet+255.57s根据蒸腾速率和叶温、气温的测量，可计算出气孔导度Cs即：1AC^T —REb其中：AC=L—土为气孔内的水汽浓度与叶室出气口水汽浓度的差。PP稳态气孔计的优点是，测量准确稳定，其测量值是叶面处于湿度稳定的环境中的气孔导度，无需校准，同时可测量蒸腾速率，叶温等参数。但叶室设计比较复杂，价格比动态气孔计贵。若将稳态气孔计的开放气路改成闭路循环气路，也可进行动态测量，并计算出气孔导度，无需用标准板进行比较测量。3.气孔导度的单位换算现在常用的气孔导度单位与蒸腾单位相同，为mmol/m2•s测量范围一般为：0.0〜1000.0mmol/m2•s常用的导度单位还有：mm/s，测量范围一般为0.0〜25.0mm/s标准状态下：1mmol/m2•s=0.0224mm/s一， T1013一般有：1mmol/m2-s= xx0.0224mm/sP相应的气孔阻抗单位为：m2s/mmol或s/mm或s/cm例：20°C,1000hpa（百帕）时，气孔导度132mmol/m2•s换算为：1.013C=二x-