用于量化标记制造技术

本发明专利技术涉及一种用于量化标记

【技术实现步骤摘要】
用于量化标记
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CO2的装置和方法


[0001]本专利技术涉及稳定性核素
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CO2量化标记领域，尤其涉及一种用于量化标记
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CO2的装置和方法。

技术介绍

[0002]全球地表土壤有机碳储量约为1550Pg(1Pg＝10
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g)，是陆地生态系统最大的碳库。植物光合作用是陆地和大气间碳循环的驱动力，植物生长过程中光合产物以根系分泌物及残体的形式成为土壤有机碳主要来源，很大程度上决定了土壤碳的沉积及稳定性。例如，Kuzyakov和Domanski研究表明，约有0.5％～10％玉米光合碳被转运到土壤中；小麦光合碳约有30％～60％转运到根系中，且其中的40％～90％进入土壤(Whipps，1990)。然而，全球气候变化将显著影响土壤有机碳的转化和平衡作物生育期内，有更大比例的光合碳转运到地下部，且这种分配比例因生育时期和环境条件而产生差异。对于这部分碳的追踪和定性对于解答气候变化条件下作物在碳循环中的作用具有积极的意义。
[0003]稳定同位素
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C标记方法是植物光合碳固定、分配和转运研究中的重要技术手段。目前，稳定同位素
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C标记研究有3种方法：脉冲标记、重复脉冲标记和持续标记(Hanson等，2000)。脉冲标记是一次性注入标记物，适合光合碳分配转运的研究，能够提供植物不同生育期的光合碳的分配与转化信息，可完整理解植物光合碳分配状况(Kuzyakov等，1999；陈世苹等，2005；王智平和陈全胜，2005)。在以往的研究中，通常采用同化箱标记法解析光合碳的分配。
[0004]在玉米光合碳转化研究中，由于玉米植株较高大，普通的同化箱法存在湿度和温度过高的缺点，造成玉米植株受到高温伤害，光合作用受到限制等问题。此外，过高的箱体使得
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CO2无法均匀分布，最终同位素
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C的标记结果受到影响。现有技术中，公开号为CN 216646432 U中国专利技术专利文献公开了一种组装式作物典型生育期
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C
‑
CO2脉冲标记装置，采用了对箱体内
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CO2浓度实时监测系统，可以以节约同位素标记底物的使用。公开号为CN 215602231 U中国专利技术专利文献公开了一种植物碳同位素标记装置，在箱体内设置二氧化碳浓度、温度、湿度的空气检测仪。
[0005]然而，上述专利却存在以下缺陷：
[0006]1.空气检测仪和LI
‑
6800光合仪均是测定
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CO2的专门设备，根据其测定的光学原理，这两种仪器对
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CO2浓度的测定误差极大；
[0007]2.上述方法适用较矮小植物的标记工作，箱体内的
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CO2浓度监测并未考虑上中下部的差异，只是固定部位的定点监测来代表箱体内部的
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CO2浓度，对于玉米等植株高大的植物，该方法的监测手段不准确。
[0008]3.在
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CO2标记过程采用Na
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CO3加过量酸释放CO2达到目标浓度的方式，箱体内的CO2瞬间达到较高浓度，不符合植物在自然条件下环境中CO2浓度逐渐上升的规律，标记结果容易产生误差。

技术实现思路

[0009]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种用于量化标记
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CO2的装置和方法，以解决现有的同化箱内的湿度和温度过高以及箱体内的
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CO2无法均匀分布的问题。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0011]一方面，本专利技术提供了一种用于量化标记
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CO2的装置，包括：
[0012]箱体，所述箱体的底板设有进气口和电源接口，所述进气口通过管道与
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CO2气源连通；
[0013]若干片水冷散热器，若干片所述水冷散热器铺设在所述箱体内；
[0014]轴式通风机和管道，所述管道沿着竖直方向布置在所述箱体内，所述管道的底部与所述进气口连通，所述轴式通风机固定安装在所述管道上，所述轴式通风机用于将箱体底部空气循环到箱体上部。
[0015]优选所述水冷散热器包括多片，多片所述水冷散热器之间通过管道连通，多片所述水冷散热器分别铺设在所述箱体的底部和侧壁上。
[0016]优选所述的用于量化标记
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CO2的装置还包括水冷机和常温水箱，多片所述水冷散热器的入水口与所述水冷机连通，出水口与所述常温水箱连通。
[0017]优选所述箱体的底部还设有检测接口，所述箱体的上部、中部和底部均设有通气接口，三个所述通气接口分别通过一根管道与所述检测接口的一端连接，所述检测接口的另一端与
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CO2实时监测系统连接。
[0018]优选所述箱体包括方形框架和覆盖在所述方形框架外的薄膜。
[0019]优选所述方形框架为采用镀锌钢材料制成。
[0020]优选所述薄膜为透明材料制成。
[0021]优选所述方形框架的接缝处之间填充有密封胶。
[0022]优选所述箱体的尺寸为底部为1.2m
×
1.2m，高为3.5m，所述气源为
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CO2钢瓶。
[0023]另一方面，本专利技术还提供一种用于量化标记
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CO2的方法，基于所述的装置，包括步骤：
[0024]将植株在箱体内静置一段时间，通过光合作用对箱体内残余
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CO2进行吸收；
[0025]向所述水冷散热器内通入冷水，使所述水冷散热器内的温度达到目标温度值；
[0026]使
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CO2按照预设的流量速度向箱体内输送，使箱体内
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CO2浓度逐渐升高，通过所述轴式通风机将箱体底部空气循环到箱体上部，使得箱体内部冷空气和
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CO2达到均匀分布，当箱体内上、中和下部
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CO2浓度平均值达到目标浓度时，则关闭
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CO2钢瓶，停止供气；
[0027]13
CO2实时监测系统实时检测所述箱体内的上部、中部和下部的
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CO2的浓度，当所述箱体内上部、中部和下部的
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CO2浓度平均值达到160～180ppm时，则再次打开
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CO2钢瓶进行供气，如此循环直到标记完成。
[0028]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0029]本专利技术中通过在箱体内设置水冷散热器，用于控制箱体内部温度。
[0030]箱体底部布置轴式通风机及管道，将箱体底部空气循环到箱体上部，使得箱体内部冷空气和
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CO2达到均匀分布的目的。
[0031]监测系统按照上、中和下部的顺序以30秒为一个监测时长进行循本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于量化标记
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CO2的装置，其特征在于，包括：箱体，所述箱体的底部设有进气口和电源接口，所述进气口通过管道与
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CO2气源连通；若干片水冷散热器，若干片所述水冷散热器铺设在所述箱体内；轴式通风机和管道，所述管道沿着竖直方向布置在所述箱体内，所述管道的底部与所述进气口连通，所述轴式通风机固定安装在所述管道上，所述轴式通风机用于将箱体底部空气循环到箱体上部。2.根据权利要求1所述的用于量化标记
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CO2的装置，其特征在于，所述水冷散热器包括多片，多片所述水冷散热器之间通过管道连通，多片所述水冷散热器分别铺设在所述箱体的底部和侧壁上。3.根据权利要求2所述的用于量化标记
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CO2的装置，其特征在于，还包括水冷机和常温水箱，多片所述水冷散热器的入水口与所述水冷机连通，出水口与所述常温水箱连通。4.根据权利要求1所述的用于量化标记
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CO2的装置，其特征在于，所述箱体的底部还设有检测接口，所述箱体的上部、中部和底部均设有通气接口，三个所述通气接口分别通过一根管道与所述检测接口的一端连接，所述检测接口的另一端与
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CO2实时监测系统连接。5.根据权利要求1所述的用于量化标记
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CO2的装置，其特征在于，所述箱体包括方形框架和覆盖在所述方形框架外的薄膜。6.根据权利要求5所述的用于量化标记
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CO2的装置，其特征在于，所述方形框架为采用镀锌钢材料制成。7.根据权利要求6所述的用于量化标记
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【专利技术属性】
技术研发人员：李彦生，于镇华，金剑，王光华，刘晓冰，
申请(专利权)人：中国科学院东北地理与农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：