自然光照植物群体气体交换检测箱及检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及光合作用检测技术领域，特别涉及一种检测植株群体光合作用的检测箱。


背景技术：

2.光合作用是影响作物产量形成的重要生理过程，尤其是改善群体光合能力进而提高作物生物总量已成为提高作物产量的最根本途径。作物群体光合速率衡量的是单位土地面积上群体光合碳同化能力。
3.现有技术中，在农林业科学实验中广泛使用的光合作用检测仪，检测气流和参考气流是同时进入光合作用检测仪，光合作用检测仪对两股气流中的二氧化碳浓度进行对比，得到因光合作用导致的检测气流中二氧化碳浓度的变化量。现有这种检测模型其气路为开路式结构，需要参考气流和检测气流两股气流，并且叶室的体积小，只能针对植株的单个叶片进行检测，而不适用于对整个植株进行群体光合作用检测。
4.然而相对于单个叶片而言，群体光合作用能更准确的反应植株的光合作用能力，因此有必要研发一种能实现对植株的群体光合作用能力进行检测的装置。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种自然光照植物群体气体交换检测箱，以解决对植株群体的光合作用能力进行检测的技术问题。
6.本实用新型自然光照植物群体气体交换检测箱，其包括用于插在植株周围土壤中的围座和用于扣在围座顶面上的密封罩，密封罩的四周侧板及顶板为无色透明板，围座的顶面上设置有与密封罩的下端面配合的第一密封垫圈；
7.密封罩的侧板上设置有换气机构，所述换气机构用于驱动气体在密封罩内外进行交换和用于驱动气体在密封罩内流动；
8.密封罩的侧板上还设置有检测气体出口和检测气体进口。
9.进一步，所述换气机构包括固定在密封罩侧板上的通气管、设置在密封罩内并与通气管的内端连接的管道风机和设置在密封罩外并与通气管的外端连接的电动阀，通气管位于密封罩内的管段侧壁上设置有通气孔；所述换气机构至少为两个。
10.进一步，所述密封罩的内壁上设置有支撑管道风机的支撑板。
11.进一步，所述电动阀为常开式电动阀。
12.进一步，所述密封罩的侧板上设置有换气窗口，所述换气机构包括设置在换气窗口边部的第二密封垫圈、铰接在密封罩侧板的外侧用于封闭换气窗口的窗口盖板、设置在密封罩内的座板、一端铰接在窗口盖板上另一端铰接在座板上的驱动缸和设置在座板上的风扇，所述座板上设置有与风扇相对的通气口；所述换气机构至少为两个。
13.进一步，所述围座和密封罩的外侧面上分别设置有把手。
14.进一步，所述围座的上端设置有用于向上插入密封罩下端内部的限位边。
15.进一步，所述围座由四个单元块插接组装构成，所述单元块包括横梁、垂直连接在横梁侧面上的竖板和插接在竖板边部的密封条，所述横梁的一端为t形插头，且t形插头前端的两侧面为斜面，横梁的另一端侧边上设置有形状与t形插头相配的插槽。
16.本发明具有自然光照植物群体气体交换检测箱的检测系统，其还包括气泵，还包括二氧化碳浓度检测仪或光合作用检测仪，所述气泵的进气口通过第一气管与密封罩上的检测气体出口连接，气泵的出气口通过第二气管与二氧化碳浓度检测仪或光合作用检测仪的进气口连接，二氧化碳浓度检测仪或光合作用检测仪的出气口通过第三气管与密封罩上的检测气体进口连接。
17.进一步，所述的检测系统还包括设置在密封罩内的温度传感器、湿度传感器和压强传感器，所述温度传感器、湿度传感器和压强传感器的检测信号输入光合作用检测仪。
18.本实用新型的有益效果：
19.1、本实用新型自然光照植物群体气体交换检测箱，其能方便的在植株周围形成密封性能良好的密闭空间，并且能快速的进行密封罩内外气体交换，并使密封罩内气体快速混合均衡，从而使得从密封罩排出的气体的二氧化碳含量能准确的反应在密封罩封闭时间段内植株的群体光合作用情况。
20.2、本实用新型检测系统，其气路为闭式结构，其只有一股气流进入光合作用检测仪或二氧化碳浓度检测仪，检测后的气流再回到密封罩内，通过对比前移时刻的二氧化碳浓度和后一时刻二氧化碳浓度，得到前后两个时刻点之间因群体光合作用导致的二氧化碳浓度变化量；并且通过测量多个时间点，还能得到二氧化碳浓度随时间变化的曲线，而现有开路式光合作用检测仪不能得到二氧化碳浓度随时间变化的曲线。由于本闭路式检测系统检测的是植株整体的群体光合作用，因此能更准确的反应单位土地面积上作物群体光合碳同化能力。
附图说明
21.图1为密封罩的结构示意图；
22.图2为围座的结构示意图；
23.图3为围座插在土壤中且密封罩放置在围座上的结构示意图；
24.图4为图3的左视图；
25.图5为围座插在土壤中且密封罩放置在围座上的另一种实施结构示意图；
26.图6为图5的左视图；
27.图7为检测系统的结构示意图；
28.图8为围座的立体结构示意图；
29.图9为单元块的立体结构示意图。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
31.实施例一：本实施例自然光照植物群体气体交换检测箱，其包括用于插在植株周围土壤中的围座1和用于扣在围座顶面上的密封罩2，密封罩的四周侧板及顶板为无色透明板，围座的顶面上设置有与密封罩的下端面配合的第一密封垫圈3。本实施例中的密封罩的
横截面为矩形，当然在不同实施例中密封罩的横截面还可为圆形、正六边形等。
32.密封罩的侧板上设置有换气机构，所述换气机构用于驱动气体在密封罩内外进行交换和用于驱动气体在密封罩内进行循环流动。
33.本实施例中，所述换气机构包括固定在密封罩侧板上的通气管4、设置在密封罩内并与通气管的内端连接的管道风机5和设置在密封罩外并与通气管的外端连接的电动阀6，通气管位于密封罩内的管段侧壁上设置有通气孔7。本实施例中，所述换气机构为四个，其中两个管道风机的送气风向与另外两个管道风机的送气方向相反；当然在不同实施例中，换气机构的数量还可根据需要调整。
34.本实施例中的电动阀为常开式电动阀，具体为常开式电动球阀，当然在不同实施例中电动球阀还可有其它形式的电动阀替代。在不检测的时间段中，常开式电动阀不影响密封罩内外进行气体交换，能更好的满足检测需要。
35.本实施例中，所述密封罩的内壁上设置有支撑管道风机的支撑板8，本改进使得管道风机的安装结构更稳定。
36.本实施例中，密封罩的侧板上还设置有检测气体出口9和检测气体进口10。
37.本实施例自然光照植物群体气体交换检测箱，在进行植株群体光合作用检测时，先将围座插在植株周围的土壤中，然后再将密封罩放置在围座顶面上的第一密封垫圈上，通过围座及密封罩形成一个密闭的空间。
38.检测时，将控制常开式电动阀关闭，控制管道风机开启，由于通气管位于密封罩内的管段侧壁上设置有通气孔，管道风机工作能使密封罩内的空气循环流动，能更好的保证密封罩内气体中的二氧化碳均匀分布，进而能保证从密封罩上检测气体出口流出的气体中的二氧化碳浓度能准确反应植株的群体光合作用情况。
39.在一次检测完成后，控制常开式电动阀打开，在管道风机的作用下，密封罩内外空气进行快速交换，从而能使密封罩内空气迅速恢复至与外界空气平衡，能快速消除密封环境对植株的影响，以便为下次检测做好准备，检测效率高。
40.当然在不同实施例中，所述换气机构还可为其它形式，如说明书附图5和附图6所示，所述密封罩的侧板上设置有换气窗口11，所述换气机构包括设置在换气窗口边部的第二密封垫圈12、铰接在密封罩侧板的外侧用于封闭换气窗口的窗口盖板13、设置在密封罩内的座板14、一端铰接在窗口盖板上另一端铰接在座板上的驱动缸15和设置在座板上的风扇16，所述座板上设置有与风扇相对的通气口。所述换气机构可以为四个，其中两个换气机构设置在一侧板的左上角和右下角，另外两个换气机构设置在对边侧板的右上角和左下角，其中两个风扇的送风方向与另外两个风机的送风方向相反。当然在不同实施例中，风扇的数量还可以根据需要调整。
41.这种形式的换气机构，在检测群体光合作用时，控制电动缸收缩将窗口盖板拉下压在第二密封垫圈上，控制风扇开启使密封罩内部的空气进行循环流动，以保证密封罩内气体中的二氧化碳均匀分布，进而能保证从密封罩上检测气体出口流出的气体中的二氧化碳浓度能准确反应植株的群体光合作用情况。在一次检测完成后，控制电动缸伸长打开窗口盖板，在风扇的作用下，密封罩内外空气进行快速交换，从而使密封罩内空气迅速恢复至与外界空气平衡状态，能快速消除密封环境对植株的影响，以便为下次检测做好准备。
42.作为对上述实施例的改进，所述围座和密封罩的外侧面上分别设置有把手17，设
置把手能更方便的转移围座及密封罩。
43.作为对上述实施例的改进，所述围座的上端设置有用于向上插入密封罩下端内部的限位边18，设置限位板能使密封罩更快速准确的放置在围座上，并更好的保证密封罩放置的稳定性。
44.作为对上述实施例的改进，所述围座1由四个单元块插接组装构成，所述单元块包括横梁101、垂直连接在横梁侧面上的竖板102和插接在竖板边部的密封条103，所述横梁的一端为t形插头1011，且t形插头前端的两侧面为斜面，横梁的另一端侧边上设置有形状与t形插头相配的插槽1012。本改进中围座可拆卸，使得其便于运输；使用时将横梁的t形插头插入其相邻横梁上的插槽中，再将密封条插装在相邻两块竖板的边部上，即完成围座的组装。由于t形插头前端的两侧面为斜面，使得其在与插槽配合后能起到良好的密封效果，同时密封条能对相邻竖板间的缝隙进行良好密封。当然在不同实施例中，围座也可做成如图2所示的不可拆卸的整体式结构。
45.在具体实施中，所述围座的外侧面上还设置有测量其插入深度的刻度19，通过刻度能更准确的得知围座的插入深度。
46.实施例二，本实施例中检测系统，其具有前述实施例中的自然光照植物群体气体交换检测箱，还包括气泵20，还包括光合作用检测仪21，所述气泵的进气口通过第一气管22与密封罩上的检测气体出口连接，气泵的出气口通过第二气管23与光合作用检测仪的进气口连接，光合作用检测仪的出气口通过第三气管24与密封罩上的检测气体进口连接。当然在不同实施例中，光合作用检测仪还可由二氧化碳浓度检测仪替换。
47.本实施例中检测系统，其气路为闭式结构，其只有一股气流进入光合作用检测仪或二氧化碳浓度检测仪，检测后的气流再回到密封罩内，通过对比前移时刻的二氧化碳浓度和后一时刻二氧化碳浓度，得到前后两个时刻点之间因群体光合作用导致的二氧化碳浓度变化量。由于本闭路式检测系统检测的是植株整体的群体光合作用，因此能更准确的反应单位土地面积上作物群体光合碳同化能力。
48.作为对上述实施例的改进，所述的检测系统还包括设置在密封罩内的温度传感器25、湿度传感器26和压强传感器27，所述温度传感器、湿度传感器和压强传感器的检测信号输入光合作用检测仪，本改进还可检测温度、湿度及气压对植物光合作用的影响。
49.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。