引言

在探索植物生长的奥秘中，人工气候室扮演了关键角色。通过精确控制环境条件，它为我们提供了一个观察和研究植物在不同环境下生长反应的绝佳平台。其中，水汽管理尤为关键，它直接影响着植物的蒸腾作用和气孔行为，进而关乎植物的健康与生长。本文将通过问答形式，深入探讨人工气候室中的水汽管理与植物生长之间的紧密联系，带您领略这一科学领域的魅力。

01  什么是人工气候室，它在植物生长研究中的作用是什么？

人工气候室，是一个能够精确控制环境条件（如温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等）的封闭空间。它为植物研究提供了一个稳定且可控的环境，帮助科研人员探索不同环境条件下植物的生长反应和生理机制。

02  为什么需要关注人工气候室内水汽的增加或减少？

水汽的增加或减少直接影响人工气候室内的相对湿度（RH），进而影响植物的蒸腾作用和气孔行为。适宜的RH范围是维持植物正常生长的关键因素之一。过高或过低的RH都可能导致植物生长受阻，甚至死亡。

03  如何估算植物的蒸腾量（E）？

估算蒸腾量通常基于气孔导度（gs）的估算，这可以通过光合作用（A）与气孔导度之间的关系模型来实现，如广泛使用的Ball-Berry模型（BBM）。BBM还考虑了相对湿度（RH）和环境中二氧化碳浓度（[CO2]）的影响。此外，还需计算总叶片导水率（gwv）来进一步估算蒸腾量，最终可扩展到整株植物或特定生长区域的蒸腾量。

04  环境相对湿度（RH）如何影响植物的蒸腾量（E）？

RH对蒸腾量有显著影响。在相同温度下，RH越高，空气中的水蒸气越接近饱和状态，植物通过气孔散失水分的驱动力就越小，因此蒸腾量会降低。反之，RH较低时，蒸腾量会增加。

05  如何调整人工气候室内的气孔下腔室内外蒸汽压差？

在没有正式湿度控制的情况下，可以通过调整人工气候室内的其他环境参数（如温度、光照强度、风速等）来间接影响RH和蒸汽压差。例如，降低温度可以减少水汽的饱和蒸汽压，从而可能增加蒸汽压差。同时，合理控制灌溉量和灌溉时间，减少不必要的土壤蒸发，也有助于维持适宜的RH和蒸汽压差。

06 大型植物在人工气候室中需要注意哪些特殊因素？

对于大型植物，如向日葵等，其顶部叶片的光合作用值（A）往往较高，但底部叶片可能受到遮荫影响，光合作用减弱。因此，在估算蒸腾量时，需要引入比例因子来考虑遮荫、叶片年龄和光衰减等因素。此外，大型植物的蒸腾量大，对人工气候室内的湿度控制提出了更高要求，可能需要更强大的除湿设备来维持适宜的RH。

07 如何通过计算光冠层能量负荷来估算蒸腾量？

另一种估算蒸腾量的方法是计算光冠层的能量负荷。这种方法将光谱和光强（PPFD）转换为瓦每平方米（非灯具瓦数），并使用汽化热（在叶片温度下）来确定水蒸气负荷。这种方法假设叶片像暴露的水一样表现，但需要注意的是，它忽略了总叶片导水率（gwv）的影响。

08  盆器体积如何影响植物的蒸腾量？

盆器体积是植物整体大小的重要决定因素之一。它不仅影响植物的生长和叶面积，还通过土壤表面积影响土壤蒸发（SEvap）。对于最近浇水的盆器，如果土壤导水性好，蒸发速率可能很高；但随着土壤变干，蒸发率会逐渐降低。因此，在管理人工气候室内的水汽时，需要综合考虑盆器体积和土壤状态对蒸腾量和土壤蒸发的影响。

结论

人工气候室中的水汽管理是一个复杂而精细的过程，需要综合考虑多种因素。通过深入理解这些因素并采取相应的管理措施，科研人员可以为植物提供一个最佳的生长环境，从而推动植物生长研究的进步。