一种利用光合作用检测仪快速测定微小昆虫呼吸速率的方法

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及昆虫呼吸速率检测技术领域，具体涉及一种利用光合作用检测仪快速测定微小昆虫呼吸速率的方法。背景技术：2.在昆虫呼吸速率测量方面，已有技术是采用多通道昆虫呼吸代谢测量系统进行检测，该系统由二氧化碳分析仪、氧气分析仪、多通道气路转换器、气流控制器、数据采集器及程序软件、呼吸室等组成。该系统可根据研究内容及经费预算定制单通道至最多8通道(可同时测量7个动物的呼吸代谢)系统，或选择同时测量co2、o2、rq(呼吸商)及h2o，亦可根据要求只选择测量co2或o2的测量系统，用于精确测量各种昆虫呼出二氧化碳量及耗氧量等。3.多通道昆虫呼吸代谢测量系统虽然能系统的测量昆虫呼吸速率，但结构组成相对复杂，由二氧化碳分析仪、氧气分析仪、多通道气路转换器、气流控制器、数据采集器及程序软件、呼吸室等多部分组成，占用空间相对较大，在野外测量中较难携带与组装，且由于组成部分较多，对整个系统的完整性要求更高，一旦哪个部件损坏，则无法完成检测，给野外测量带来进一步的难度。4.利用红外线进行气体分析，是基于待分析组分的浓度不同，吸收的辐射能不同，剩下的辐射能使得检测器里的温度升高不同，动片薄膜两边所受的压力不同，从而产生一个电容检测器的电信号，这样，就可间接测量出待分析组分的浓度。技术实现要素：5.本发明的目的是针对上述问题，提供一种利用光合作用检测仪快速测定微小昆虫呼吸速率的方法。6.本发明为了实现其目的，采用的技术方案是：7.一种利用光合作用检测仪快速测定微小昆虫呼吸速率的方法，采用微小昆虫呼吸速率测定系统进行检测，所述呼吸速率测定系统包括全自动光合荧光测量装置和昆虫盒，所述全自动光合荧光测量装置包括主机、分析仪和叶室，所述主机上设置有co2钢瓶、多个化学药品管，主机和所述分析仪通过电缆连接；所述昆虫盒包括盒体和盒盖，盒盖上设置有多个通气孔用于气体流通；所述昆虫盒能够放入所述叶室内；8.检测方法包括如下步骤：9.1)安装设备：将co2钢瓶、化学药品管安装到主机上，用连接电缆连接主机和分析仪，将叶室安装到分析仪上；10.2)放入待测样品：将待测昆虫装入昆虫盒中，盖上盒盖防止昆虫逃逸，然后放入叶室内；11.3)开机检查：开启主机，进行预热检查；12.4)环境参数设置：在主机的控制面板上设置流速、h2o、co2、混合风扇转速、温度；13.5)数据记录设置：待设置的环境参数稳定后，在主机的控制面板上设置文件名和文件存储路径。14.在上述技术方案中，所述环境参数设置具体是：15.设置流速，δpauto:0.1kpa或0.2kpa；16.设置h2o，rh_-air：60％；17.设置co2：co2_s:400μmol mol-1；18.设置混合风扇转速：10,000rpm；19.设置温度：tleaf：22℃。20.在上述技术方案中，所述化学药品管分别为干燥管、加湿管和苏打管。21.在上述技术方案中，所述分析仪上设置有叶室适配器用于安装不同大小的所述叶室。22.优选地，所述昆虫盒的高度《2cm，直径《3cm。23.本发明方法的原理是：利用红外气体分析准确测定同化co2和释放水汽。将昆虫放入呼吸室中，通过调节空间内部环境因素(温度、湿度、co2含量、气压)为稳定状态，以此为参考标准，通过红外气体分析器准确测定呼吸室内co2进出呼吸室的质量平衡法，计算得到呼吸室内co2的微小变化数值，实现对微小昆虫呼吸速率的动态检测。24.本发明的有益效果是：将测量仪器组成部分优化，仅由主机、分析仪两大部分和相关小型配件组成，方便携带，便于野外测量。解决了目前的多通道昆虫呼吸代谢测量系统组成部件多、占用空间大、不便于携带的问题。相对现有技术，本发明方法采用的检测设备优化组成部分，便于野外携带，主机部分可由肩带挂于胸前，分析仪可由研究人员双手持住，可由单人携带主机和分析仪并进行测量、分析。附图说明25.图1是昆虫盒的结构示意图。26.图2是全自动光合荧光测量装置的主机结构示意图。27.图3是全自动光合荧光测量装置的分析仪和叶室安装结构示意图。28.图4是将昆虫盒安装到分析仪的叶室的安装关系示意图。29.图5是采用本发明方法检测赤拟谷盗、豌豆蚜和桔小实蝇的呼吸速率的结果。具体实施方式30.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不因此而限制本发明。31.下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。32.实施例1一种微小昆虫呼吸速率测定系统33.如图1-4所示的微小昆虫呼吸速率测定系统，主要由全自动光合荧光测量装置和昆虫盒6组成。全自动光合荧光测量装置包括主机1、分析仪2和叶室3，主机上设置有co2钢瓶4和三个化学药品管5(干燥管、加湿管及苏打管)，主机1和分析仪2通过电缆连接，分析仪2上设置有叶室适配器用于安装不同大小的叶室3。昆虫盒6包括盒体61和盒盖62，盒盖上设置有多个通气孔63用于气体流通。测量昆虫呼吸速率时，将昆虫放置在盒体61中，盖上盒盖62防止昆虫逃逸，然后将盒子放入叶室内。其中，全自动光合荧光测量装置是光合作用检测仪，本身主要是用于检测植物光合作用，本发明中改进后用于检测昆虫呼吸速率。34.实施例2快速测定微小昆虫呼吸速率的方法35.采用实施例1中的微小昆虫呼吸速率测定系统进行检测。36.1仪器准备37.1.1co2注入系统：将co2钢瓶放入钢帽，大头在下，顺时针旋紧钢帽，当遇到较大阻力时，快速拧动钢帽以刺穿小钢瓶的顶端。一旦刺穿，一个小钢瓶可以持续供应8小时气体(不管使用与否)。38.1.2化学药品管：在主机背面安装3个盛有化学药品的化学管(干燥管、加湿管及苏打管)，可调控仪器的进气。仪器使用过程中，3个化学药品管应时刻连接在主机上，除非换药品时取下。运输及存储时，记得卸下加湿管，防止水分进入主机内。39.1.3连接电缆：主机和分析仪通过电缆线连接。电缆线两端是一样的，每一端都可连接主机或分析器。40.1.4安装叶室：将与昆虫盒大小适配的叶室安装到分析仪上。41.2检测过程42.2.1将昆虫放置在昆虫盒中，盖上盒盖防止昆虫逃逸，然后将盒子放入叶室内。43.2.2开机检查：开机后进行warmup tests(预热检查)：start up》warmup/system tests＞warmup tests，点击start，仪器会进行一系列的检查，大约耗时10～15min。查看检查后的信息反馈，如果有failed(未通过检查项)，检查看是否需要采取应对措施。44.2.3环境设置45.在主机控制面板上进行如下设置：46.设置流速：在environment》flow下：flow:on，δpauto:0.1kpa或0.2kpa。47.设置h2o：在environment》h2o下:h2o:on，rh_-air：60％。48.设置co2：在environment》co2下：co2 injector:on，设置co2_s:400μmol mol-1。49.设置混合风扇转速：在environment》fan下:mixing fan：on，fan speed:10,000rpm。50.设置温度：在environment》temperatures下:temperature:on，tleaf：22℃。51.等待10-15min环境参数稳定，稳定后环境参数名称前会显示小绿点。52.2.4数据记录设置53.在主机控制面板上选择log files》open a log file设置文件名与文件存储路径，点击new folder，可以新建一个文件夹，打开该文件夹，点击new file，起一个文件名，在auto programs中开始本次测量。54.3检测结果55.按照前述检测过程分别按照不同数量梯度动态检测了赤拟谷盗、豌豆蚜和桔小实蝇的呼吸速率。实验结果如图5所示，赤拟谷盗、豌豆蚜和桔小实蝇的△co2含量随着数量的提升而升高：赤拟谷盗数量为10头时，△co2为0.2753/μmol mol-1；数量为20头时，△co2为0.9736/μmol mol-1；数量为30头时，△co2为5.7459/μmol mol-1；数量为40头时，△co2为6.9028/μmol mol-1；数量为50头时，△co2为8.0076/μmol mol-1。豌豆蚜数量为10头时，△co2为0.3440/μmol mol-1；数量为20头时，△co2为2.0370/μmol mol-1；数量为30头时，△co2为3.1707/μmol mol-1；数量为40头时，△co2为3.9510/μmol mol-1；数量为50头时，△co2为4.8429/μmol mol-1。桔小实蝇数量为2头时，△co2为0.9379/μmol mol-1；数量为5头时，△co2为4.0110/μmol mol-1；数量为8头时，△co2为5.6363/μmol mol-1；数量为10头时，△co2为7.3649/μmol mol-1；数量为15头时，△co2为10.8515/μmol mol-1。56.综上，赤拟谷盗、豌豆蚜和桔小实蝇所测出的△co2量并非随着数量呈线性上升，由此推测赤拟谷盗、豌豆蚜和桔小实蝇的△co2量与数量间应该存在着更为复杂的数学函数关系，同时，△co2的量可能与所测昆虫的质量有密切联系。









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