葉綠素與初級生產(chǎn)力的測定方法實(shí)驗(yàn)步驟

1、 測定水體中葉綠素測定水體中葉綠素a a含量和同化含量和同化系數(shù)系數(shù)Q Q掌握初級生產(chǎn)力測定方法和估算掌握初級生產(chǎn)力測定方法和估算二、方法原理二、方法原理 地球上一切生命都需要能量，這種能量主要來自地球上一切生命都需要能量，這種能量主要來自太陽。海洋生物所需要的能量，主要依賴于海洋太陽。海洋生物所需要的能量，主要依賴于海洋中浮游植物體內(nèi)的葉綠素，通過光合作用將太陽中浮游植物體內(nèi)的葉綠素，通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。 海洋浮游植物是能量的原始轉(zhuǎn)換者，在海洋食物海洋浮游植物是能量的原始轉(zhuǎn)換者，在海洋食物鏈中是初始生產(chǎn)者，所生產(chǎn)的有機(jī)物和貯存的能鏈中是初始生產(chǎn)者，所生產(chǎn)的有機(jī)物

2、和貯存的能量是海洋食物鏈的基礎(chǔ)。量是海洋食物鏈的基礎(chǔ)。 海洋初級生產(chǎn)力測定對海洋有機(jī)生產(chǎn)能力及漁業(yè)海洋初級生產(chǎn)力測定對海洋有機(jī)生產(chǎn)能力及漁業(yè)資源開發(fā)利用潛力的估算有著十分重要的意義。資源開發(fā)利用潛力的估算有著十分重要的意義。 海洋初級生產(chǎn)力測定方法有海洋初級生產(chǎn)力測定方法有 葉綠素法葉綠素法 1414C C示蹤法示蹤法葉綠素法葉綠素法分光法分光法熒光法熒光法 1. 分光法測定葉綠素的原理分光法測定葉綠素的原理 用丙酮萃取浮游植物中的葉綠素，然后用分光光用丙酮萃取浮游植物中的葉綠素，然后用分光光度計測萃取液在不同波長下的吸光值，根據(jù)度計測萃取液在不同波長下的吸光值，根據(jù)式計算：式計算： 葉綠素葉

3、綠素a = 11.85E6641.54 E6470.08 E630 葉綠素葉綠素b = 21.03 E6475.43 E6642.66 E630 葉綠素葉綠素c = 24.52 E6301.67 E6647.60 E647 式中式中E為經(jīng)為經(jīng)750nm波長校正后的吸光值，即波長校正后的吸光值，即E值值應(yīng)扣除應(yīng)扣除E750的數(shù)值，的數(shù)值，光程用光程用1cm比色皿比色皿。 由于葉綠素由于葉綠素a a是浮游植物任一種群都具有是浮游植物任一種群都具有的特征，而的特征，而b b或或c c不是任一種群都有，因此，通不是任一種群都有，因此，通常用葉綠素常用葉綠素a (Chl-a)a (Chl-a)表示初級生

4、產(chǎn)力水平，表示初級生產(chǎn)力水平，其計算式為式。其計算式為式。 CaCa（mg/mmg/m3 3）= = C C式的結(jié)果；式的結(jié)果； V V丙酮丙酮丙酮體積；丙酮體積； V V海水海水海水體積。海水體積。 LVmLVC海水丙酮 葉綠素葉綠素a a丙酮萃取液受藍(lán)光（丙酮萃取液受藍(lán)光（340nm340nm）激發(fā)）激發(fā)產(chǎn)生紅色熒光，用熒光計在波長產(chǎn)生紅色熒光，用熒光計在波長670nm670nm處測定提處測定提取液酸化前后熒光值，按式計算：取液酸化前后熒光值，按式計算： 海水丙酮VVRaRRRFdmmgCab)(1)/(32. 熒光法測定葉綠素?zé)晒夥y定葉綠素a的原理的原理因因 故故式成為式成為式：式：

5、RbRb酸化前熒光值酸化前熒光值 RaRa酸化后熒光值酸化后熒光值 R R 葉綠素葉綠素a a酸化因子酸化因子( (隨儀器而異）隨儀器而異） V V丙酮丙酮丙酮提取液體積（丙酮提取液體積（mLmL） V V海水海水過濾海水體積（過濾海水體積（L L） Fd Fd 熒光計所用量程換算因子熒光計所用量程換算因子(mg/m(mg/m3 3) )abRRR 海水丙酮VVRFdmmgCab)/(3 標(biāo)準(zhǔn)葉綠素標(biāo)準(zhǔn)葉綠素a校正校正 分光光度計校正分光光度計校正標(biāo)準(zhǔn)葉綠素標(biāo)準(zhǔn)葉綠素a校正校正： 用純?nèi)~綠素用純?nèi)~綠素a a配成母液，把母液稀配成母液，把母液稀釋成一系列不同濃度的溶液并分別測釋成一系列不同濃度的

6、溶液并分別測定熒光讀數(shù)，用直線回歸法求出標(biāo)定定熒光讀數(shù)，用直線回歸法求出標(biāo)定線的斜率線的斜率FdFd。 分光光度計校正分光光度計校正(本實(shí)驗(yàn)采用此法本實(shí)驗(yàn)采用此法)： 取一定體積處于指數(shù)生長期的單細(xì)胞藻，取一定體積處于指數(shù)生長期的單細(xì)胞藻，丙酮萃取其葉綠素丙酮萃取其葉綠素a，測其吸光值，測其吸光值E，按，按式式計算提取液葉綠素計算提取液葉綠素a濃度濃度Cchl-a，然后在熒光計然后在熒光計測其熒光值測其熒光值Rb，依，依式計算式計算Fd。 bachlRCFd Cade和和hegeman（1974）提出計算）提出計算初級生產(chǎn)力簡化公式：初級生產(chǎn)力簡化公式： （8） 式中，式中，P每日現(xiàn)場初級生產(chǎn)

7、力；每日現(xiàn)場初級生產(chǎn)力；Pa表表層水中浮游植物潛在生產(chǎn)力；層水中浮游植物潛在生產(chǎn)力；E真光層深真光層深度；度；D每日光照時間。每日光照時間。 2DEapP 因?yàn)楸韺铀瓻1m水深內(nèi)浮游植物潛在的生產(chǎn)力： （8） 故可寫成： (9) PP每日生產(chǎn)力（mgC/m3d）； Ca表層水中葉綠素-a含量（mg/m3）； D每日的光照時間，冬天以12h計，夏天以13h計。 Q浮游植物光合作用速率與葉綠素-a含量之比值，單位mgC(mgChl-a)-1h-1，稱為同化系數(shù)。 QaaCP2DQaCPP 用葉綠素用葉綠素a含量估算調(diào)查海區(qū)初級生產(chǎn)力，含量估算調(diào)查海區(qū)初級生產(chǎn)力，必須求得同化系數(shù)必須求得同化系數(shù)Q。

8、 Q是在光飽和狀態(tài)下單位時間單位含量葉綠是在光飽和狀態(tài)下單位時間單位含量葉綠素素-a所同化的碳量。所同化的碳量。 不同類型藻類種群或同一種群在不同環(huán)境，不同類型藻類種群或同一種群在不同環(huán)境，同化系數(shù)不一樣。同化系數(shù)不一樣。 為得到適用于調(diào)查海區(qū)的同化系數(shù)，最好為得到適用于調(diào)查海區(qū)的同化系數(shù)，最好用用C14示蹤法現(xiàn)場測定。示蹤法現(xiàn)場測定。 在無測定在無測定C14示蹤法條件下可用黑白瓶作浮示蹤法條件下可用黑白瓶作浮游植物光合作用速率的測定。根據(jù)浮游植游植物光合作用速率的測定。根據(jù)浮游植物光合過程中釋放的氧量換算成有機(jī)碳的物光合過程中釋放的氧量換算成有機(jī)碳的固定量，以此固定值除以葉綠素固定量，以此固

9、定值除以葉綠素a和培養(yǎng)時和培養(yǎng)時間即為同化系數(shù)間即為同化系數(shù)Q。 設(shè)符合光合作用的理想方程是設(shè)符合光合作用的理想方程是COCO2 2+H+H2 2OCHOCH2 2O+OO+O2 2則產(chǎn)生的氧轉(zhuǎn)換成固定碳，則有：則產(chǎn)生的氧轉(zhuǎn)換成固定碳，則有： （1010） Q Q同化系數(shù)同化系數(shù)mgC(mgChl-a)mgC(mgChl-a)-1-1h h-1-1 h h光照時間光照時間(h)(h) Chl-aChl-a葉綠素葉綠素a a含量含量(mg/m(mg/m3 3) )； O Ol l、O Od d“白白”和和“黑黑”瓶瓶DO(mgODO(mgO2 2/L) /L) aChlhOOaChlhOOQdl

10、dl375132121031、儀器、儀器 250mL BOD瓶瓶2個個(黑白各黑白各1個個) 碘量瓶碘量瓶 2個個 具塞刻度試管具塞刻度試管4支支 100mL量筒量筒1個個 水樣桶水樣桶2個個 堿式滴定管堿式滴定管1根根 10mL移液管移液管 1支支 2mL移液管移液管 3支支 1mL移液管移液管 1支支 10mL移液管移液管 1支支 （1）90% 丙酮丙酮* （2）1% MgCO3 (3) 0.01mol/L Na2S2O3溶液溶液 （4）0.0100 mol/L KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液* （5）MnCl2溶液溶液 （6）堿性）堿性KI溶液溶液 （7）1+1 H2SO4 （8）13 H2S

11、O4 （9）0.5淀粉指示劑淀粉指示劑* （10）固體）固體KI 1. 1. 換算因子換算因子FdFd的確定的確定 2. 2. 同化指數(shù)同化指數(shù)Q Q的測定的測定 3. 3. 熒光法測水樣熒光法測水樣Chl-aChl-a水樣水樣A A平行樣平行樣（2030ml）濾膜濾膜勻漿器勻漿器具塞試管具塞試管15mL定容定容10mL有機(jī)相有機(jī)相1cm1cm比色皿比色皿1d1% MgCO3混勻混勻過濾過濾 =45mm 0.45 MP0.5atm90% 丙酮丙酮研磨研磨離心離心10min10min( 30004000r/min)先先 測測Rb1Rb1激發(fā)波長激發(fā)波長346nm346nm發(fā)射波長發(fā)射波長670n

12、m670nm負(fù)高壓負(fù)高壓500mV500mV狹縫狹縫0.10.1測測E750E664E647E630752752紫外可見光紫外可見光光度計光度計按按式和式和式分別式分別求求Cchl-a和和CaCaGFYGFY160160熒光計熒光計按按式式求求Fd1Fd1960MC960MC熒熒光計光計測測Rb2Rb2按按式式求求Fd2Fd2裝滿水樣裝滿水樣A A置于光照培養(yǎng)箱置于光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)培養(yǎng)2 24h4h本應(yīng)置于采樣區(qū)域本應(yīng)置于采樣區(qū)域相同水深位置光照相同水深位置光照6-8h6-8hBOD白瓶白瓶BOD黑瓶黑瓶（250mL）碘量法測白瓶和黑瓶碘量法測白瓶和黑瓶DO（Ol和和Od）按按（1010）式）式計算計算Q Q固定固定水樣水樣B B平行樣平行樣202030mL30mL過濾過濾按實(shí)驗(yàn)步驟按實(shí)驗(yàn)步驟1 1分別用分別用GFY-160熒光法熒光法和和960MC熒光計測熒光計測RbRb按式計算按式計算Chl-aChl-a根據(jù)根據(jù)表表2 2的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)步驟步驟3 3的結(jié)的結(jié)果，按果，按式計算該樣水域的初級式計算該樣水域的初級生產(chǎn)力水平生產(chǎn)力水平PPPP。 求求Fd值和值和Q值。值。 計算水樣計算水樣Chl-a和初級生產(chǎn)力和初級生產(chǎn)力PP （兩種儀器）（兩種儀器） 測溶解氧時要注意哪些事項(xiàng)？測溶解氧時要注意哪些事項(xiàng)？ 本實(shí)驗(yàn)有哪些主要誤差來源？本實(shí)驗(yàn)有哪些主要誤