农田二氧化碳浓度测定nongtian eryanghuatan nongdu cedingmeasurement of carbon dioxide concentration in thefields

对农田近地气层中CO₂浓度梯度及土壤表面CO2释放量变化及光合强度等的测定。测定目的在于掌握其变化规律， 确定CO₂对作物的供应量和作物光合强度， 以便采取有效的农业技术措施， 改善其状况。
20世纪20年代就开始用化学方法(如用氢氧化钠吸收CO₂后， 用酸滴定， 计算出CO₂量) 测定空气中的CO₂浓度和土壤释放CO₂的浓度。这种方法的主要缺点是要取样， 效率不高， 取得的资料不连续。50年代以后， 由于红外探测技术的发展， 研制出红外二氧化碳气体分析仪， 它能进行连续观测， 并能迅速指示出空气的CO₂浓度及其随时间的变化情况， 大大提高了效率， 已被普遍采用。近年来， 使用具有多通道的红外CO2气体分析仪， 并配有微型计算机进行数据处理，便于系统地、大规模地开展农田CO2浓度的测定。
农田二氧化碳梯度观测 观测场地要选择在有代表性的地方， 如大面积农田的中央。其上竖立 一根金属杆，杆高依测量高度决定。将多根聚乙烯塑料管(或不吸收CO₂的其它管子) 固定在欲测的各个高度上，管口离杆5厘米以上， 塑料管的另一端分别接到红外CO2气体分析仪的各个通道上。仪器工作时即指示出各个高度的CO₂浓度， 于是获得CO₂的梯度变化， 进而得到CO₂日变化量的资料。观测高度没有统一的规定， 如有人按离地面20厘米， 作物的作用面， 及其冠层上50厘米、3米、5米、10米等六个高度设置。在裸地上， 有的是按离地面20厘米、50厘米、1米、3米、5米、10米等六个高度设置。
用单一通道红外CO₂气体分析仪作CO₂梯度观测有两种方法： 一种是用几个仪器按上述方法同时进行观测； 另一种是一台仪器工作， 用采样器按时在各个高度上迅速采样， 随即分别测出不同高度空气中CO2浓度。这种方法主要有两个缺陷， 一是容易受人为的影响， 如采样者呼出的CO2，影响精确度，二是 资料不连续， 观测高度也受限制。
土壤释放 二氧化碳浓度的观测 在研究作物的光合作用和CO₂平衡时，都要考虑土壤释放出的CO₂量。它可在实验室内用化学方法测得， 也可直接在农田中测定。在农田中测定的方法是： 将被测土壤表面上的作物和杂草去净， 罩上透明度很好的塑料罩， 罩的尺寸大小不限 (如可用面积为0.5平方米， 体积为1/4立方米)，罩的四周密闭， 在罩的东西两侧分别开口，一侧的斜上角开出气口， 另一侧的斜下角靠地面处开进气口。从较大的气流量中分流， 用两根聚乙烯管分别接到红外CO₂气体分析仪的两个通道上， 便分别测得两个CO2浓度值， 则用下式算出土壤释放出的CO2浓度：

式中 F为气流量(升/分), q_c、_qc1和qc2分别为土壤释放的、出气口和进气口的CO2浓度， 单位均用ppm（百万分之一）,A是罩内土壤的表面积（平方米）,V是罩内空气的体积 （立方米）, K为换算系数 (分·米^-1·升^-1)。
光合强度的观测 分为同化室法和同化箱法。❶同化室法。同化室是一个圆形或长条形的透明盒子（有的用透明有机玻璃制作）, 体积小， 适于测单叶或单株作物的光合强度。同化室的两侧各开一个口， 一侧是进气口， 另一侧是出气口， 两个口不能相对， 用两根聚乙烯管把它们分别接到CO₂红外气体分析仪的两个通道上。将单叶或单株作物放进同化室内 （要保证密封）。分别测定进气口（室外大气）和出气口的CO₂浓度后， 光合强度P用下式计算：

(毫米·分米^-2·小时^-1)
式中 S是叶面积， F是同化室内空气的流量 (升/分), K是不同温度下CO₂浓度与重量的换算系数(毫克·升^-1·ppm^-1), qc₃、qc₄分别为进气口和出气口的CO₂浓度， 单位均为ppm值；
❷同化箱法。同化箱的体积大， 用来测定作物群体的光合强度。测定群体的光合强度时一定要考虑土壤释放CO₂的量。如果同化箱的尺寸和前面介绍的土壤释放CO₂量的观测所用的透明罩的尺寸相同， 气流量也相同， 可按照同化室法所用的公式算出群体的光合强度P。此时式中的qc4应该用qc1值。