用改良半叶法测定净光合速率的方法是一种经典的植物生理学实验手段，其原理是通过比较同一叶片在光照和黑暗条件下干重的增加量来推算净光合速率。以下是详细的测定步骤： ### 一、实验原理 改良半叶法基于以下原理：将植物对称叶片的一部分遮光或取下置于暗处，使其停止光合作用但呼吸作用正常进行，另一部分则留在光下进行光合作用，通过测定这两部分叶片在相同时间内干重的变化量，可以计算出净光合速率。 ### 二、实验材料与仪器 #### 材料 * 田间有代表性的植物叶片（如棉花、小麦、水稻等） #### 仪器及用品 * 分析天平 * 烘箱 * 剪刀 * 称量皿（或铝盒） * 刀片 * 金属（或有机玻璃）模板（或打孔器） * 纱布 * 夹子 * 有盖搪瓷盘 * 锡纸（或塑料管，用于保持叶片角度） * 三氯乙酸（可选，用于处理叶柄） ### 三、实验步骤 1. **选择测定样品**：在田间选定有代表性的植株叶片，注意叶片在植株上的部位、叶龄、受光条件等因素，选择一定数量的叶片（如20张），并用小纸牌进行编号。 2. **叶子基部处理**：为了防止光合作用产物从叶片中输出，需要对叶柄或叶片基部进行处理。对于双子叶植物（如棉花），可用刀片将叶柄的外皮环割约0.5cm宽，切断韧皮部运输；对于单子叶植物（如小麦、水稻），由于韧皮部和木质部难以分开处理，可用开水烫伤叶柄基部一小段（一般用90℃以上的开水烫20秒），也可用适当浓度的三氯乙酸涂抹叶柄以阻止光合产物的输出。处理完毕后，用锡纸或塑料管包围叶柄，使叶片保持原来的着生角度。 3. **剪取样品**：基部处理完毕后，即可剪取样品。首先按编号次序剪下叶片对称的一半（中脉不剪下），并按编号顺序将叶片夹于湿润的纱布中，置于暗处（如磁盘中，并用湿纱布覆盖以保持湿度）。记录开始时间。一段时间后（通常为4~5小时，光照好、叶片大的样品可适当缩短时间），再依次剪下另一半叶片，同样夹于湿润纱布中带回实验室。两次剪叶的次序与所花时间应尽量保持一致，以确保各叶片经历相同的光照时数。 4. **称重比较**：将各同号叶片之两半按对应部位叠在一起，在无粗叶脉处放上已知面积（如金属模板或打孔器所打取的圆片面积）的模板，用刀片沿边切下两个叶块。将切下的叶块分别置于两个称量皿中（一个标记为照光，一个标记为暗中），在80~90℃下烘至恒重（约5小时）。然后在分析天平上称重，记录干重。 5. **结果计算**：根据称重结果和公式计算出净光合速率。公式如下： \[ ext{净光合速率} = \frac{(W_2 - W_1)}{A \times t} \] 其中，$W_2$为照光半叶的叶块干重（mg），$W_1$为暗中半叶的叶块干重（mg），$A$为叶块面积（$dm^2$），$t$为照光时间（h）。 ### 四、注意事项 * 在选择叶片时，要确保叶片的代表性和一致性，以减少实验误差。 * 在处理叶柄时，要注意控制处理程度，既要防止光合产物外运，又要避免影响叶片的正常生理功能。 * 在剪取样品和称重过程中，要仔细操作，确保数据的准确性。 * 实验过程中要保持温度和湿度的相对稳定，以减少外界因素对实验结果的影响。 通过以上步骤，可以利用改良半叶法准确测定植物的净光合速率，为植物生理学和生态学研究提供重要数据支持。
