本发明涉及原位测定海草叶子生化特征，尤其涉及一种野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置及方法。
背景技术：
1、天然海水中含有大量的无机碳，但其中co2所占比例不足1％(包括h2co3)，仅为1μmol/l，而hco3-占比91％，浓度约为2.2mmol/l，其余8％以co32-形式存在。为了了解海洋植物是否可以利用海水中的hco3-进行光合作用，借以弥补白天海水中溶解co2量的供应不足，可以通过依据海洋植物是否可以在ph值大于9的海水环境中存活来佐证。海草是地球上唯一可完全生活在海水中的被子植物。作为滨海蓝碳的重要组成部分之一，海草固碳效率极高，是地球上最有效的碳捕获和封存系统之一。能否利用海水中的hco3-进行光合作用以及利用效率是否高效，这对揭示海草固碳功能具有重要意义。对于海草叶子ph-时间漂移曲线特征的研究，研究人员普遍采用叶子脱离植株的方法。从野外采集海草叶子回到实验室，在实验室内将叶子修剪成若干片段，然后置于50ml密封培养瓶中，再加入20ml无菌海水。持续在人工光照和室温条件下进行培养，通过每小时打开1次培养瓶，在用便携式ph计记录海水的ph值之后再次密封培养瓶，重复操作，直到测定的ph停止上升为止，以此测定海草叶子的ph-时间漂移曲线。这个测定过程需要在野外采集海草叶子返回实验室进行实验，在这个转移过程，脱离了原始野外地理地质环境的海草叶子的生理特性可能已经发生了改变。比如，实验室内测定的结果不能直接反映野外曝晒脱水或者营养负荷条件下的海草真实状态，也无法揭示潮汐变化下不同潮间带位置的海草叶子对环境改变的响应。将脱离了植株的海草叶子修剪成若干片段，这个过程对海草叶子造成了物理伤害，往往需要静养恢复，耗时耗力。用离体叶片作为实验对象，也忽视了植株本身的自我调节作用，测试的时间分辨率(1次/小时)较为粗糙，无法知悉变化细节，容易在测试过程中错过关键转折点ph＝9的具体到达时间。而且需要频繁打开和密封培养瓶，这个过程不可避免地导致培养瓶内环境与外界大气环境co2相连通，改变了培养瓶内反应液所处的即时碳平衡状态。这往往导致需要花费3个多小时才能观察到ph＝9转折点的出现，乃至十几个小时才能看到瓶内反应液ph到达稳定不变的状态。所有这些不足，都将导致最终获取到的海草叶子ph-时间漂移曲线不够真实，也不利于研究人员对不同潮间带位置或者受到不同环境压力的海草利用hco3-进行光合作用的效率进行比较。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置及方法。
2、本发明是通过以下技术方案来实现的：一种野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，包括下半瓶身、上半瓶身、瓶盖、弹性连接件、定位件、搅拌装置和胶塞；所述下半瓶身与所述上半瓶身为由一个瓶子从瓶颈以下的瓶身部位切割一分为二所形成，所述下半瓶身的切口处与所述上半瓶身的切口处均设有具有密封性的环形缓冲件；所述上半瓶身的一组对侧边均设置有所述定位件，所述下半瓶身的一组对侧边均设有所述定位件，所述弹性连接件可拆卸地套设并缠绕在位于同一侧的所述上半瓶身的定位件与所述下半瓶身的定位件之间；所述搅拌装置安装在所述上半瓶身内，所述上半瓶身侧壁开设有第一侧壁开口，所述胶塞安装在所述第一侧壁开口内；所述上半瓶身开设有带外螺纹的瓶口，所述瓶盖设有内螺纹并与所述瓶口通过螺纹连接旋紧在一起。
3、具有密封性的环形缓冲件，进行闭合时，可起到缓冲压力作用，防止叶子受到剧烈物理伤害；定位件与弹性连接件的配合，可实现上半瓶身、下半瓶身的接合；搅拌装置的设置，用于搅拌混合均匀瓶子内部液体。
4、所述搅拌装置包括旋转轴、轴承和涡轮扇；所述上半瓶身的侧壁开设有第二侧壁开口，所述轴承安装在所述第二侧壁开口内，所述旋转轴自瓶外穿过所述轴承后与所述涡轮扇连接在一起，所述涡轮扇位于瓶内；以瓶内空间为内，所述轴承的内壁面、所述第二侧壁开口的内侧面与外侧开口处均设有防水胶水。
5、所述环形缓冲件为环形珍珠棉片，所述环形珍珠棉片通过防水胶水粘贴在所述上半瓶身的切口处以及所述下半瓶身的切口处。
6、所述瓶盖的内侧顶部设置有丁基胶垫，所述丁基胶垫与所述瓶盖顶部开设有供梅特勒托利多便携式ph电极插入的安装孔；所述瓶口缠绕有水胶布。
7、所述胶塞为丁基胶塞，丁基胶塞与瓶壁之间采用防水胶水粘合。
8、所述瓶子为采用亚克力材质制成的塑料瓶，其容量为20ml，一方面有利于切割和钻孔，另一方面在满足测定实验所需液体体积的同时，不留空隙，避免瓶内残余的顶空大气破坏注射加入的液体本身的碳平衡状态。
9、所述定位件为塑料材质制成的螺丝钉，所述弹性连接件为橡皮筋胶圈。
10、所述第二侧壁开口位于所述上半瓶身的定位件之上，所述第二侧壁开口的外径为4mm，内径为1.5mm，内径开口钻穿瓶壁，外径开口钻至深度1.3mm；所述轴承采用不锈钢材质制成的轴承，轴承的外径为4mm，内径为1.5mm、厚度为1.3mm；所述旋转轴采用塑料材质制成的旋转轴，所述旋转轴的直径为1.5mm，所述旋转轴的外端设有一个直径为7mm的旋帽；所述涡轮扇为采用塑料材质制成的涡轮扇，其内径为1.5mm、外径为18mm、厚度为7mm，所述涡轮扇设有若干扇叶。
11、所述第一侧壁开口的直径为1.5mm，开口钻穿瓶壁；所述丁基胶塞的内径为1.5mm、外径为4mm、厚度为1mm。
12、一种野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的方法，基于野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，包括如下步骤：
13、步骤一：采用容量为20ml的亚克力材质的瓶子，将瓶子切割，一分为二，将丁基胶垫、瓶盖顶部打孔形成安装孔，安装孔的孔径为12mm；
14、步骤二：将海草叶子夹在上半瓶身、下半瓶身中间，上半瓶身、下半瓶身的切口处粘贴有厚度为2mm的环形珍珠棉片；
15、步骤三：通过在上半瓶身、下半瓶身的两侧安装有的定位件，借助橡皮筋胶圈缠绕，实现上半瓶身、下半瓶身的快速结合和分离；
16、步骤四：在上半瓶身的两侧瓶壁钻孔，分别安装涡轮扇和丁基胶塞；
17、步骤五：将梅特勒托利多便携式ph电极(默认规格直径12mm)穿过安装孔而插入瓶内，通过控制瓶盖与瓶口之间的螺纹旋紧程度来实现精准调整ph电极头部与海草叶片之间的距离；ph电极直接接触瓶内液体，不需要频繁打开和密封瓶子；
18、步骤六；插入瓶内的梅特勒托利多便携式ph电极可实现在线实时监测瓶内液体的ph值，测试的时间分辨率为1hz，并记录ph值和测试时间，直至ph值停止上升为止，绘制海草叶子的ph-时间漂移曲线。
19、与现有技术对比，本发明的优点在于：
20、1.本装置通过将瓶盖顶部、丁基胶垫开口，然后插入ph电极的方法，保持瓶内密封环境的同时，又能进行实时高时间分辨率的监测，不论淹水亦或是暴露空气状态，均可以使用。
21、2.本装置通过松紧瓶盖和瓶颈之间的螺纹旋紧程度，可以微细调节ph电极和被测叶子之间的距离。
22、3.本装置通过将亚克力瓶一切为二，可以在野外原位将海草植株叶子夹在中间进行ph-时间漂移曲线的测定，不需要破坏植株叶子本身的完整性；切口处粘贴2毫米厚度的环形珍珠棉片，可以起到缓压以及隔挡外界环境的作用；伸缩橡皮筋胶圈的设计，可以实现上、下半瓶身的密紧接合和弹性分离，方便快速更换实验叶子及倒出、回收废液。
23、4.本装置通过瓶身壁开口，加以旋转轴、轴承、涡轮扇的设计，有助于快速混合均匀瓶内反应液体，节省野外等待时间。
24、5.本装置通过瓶身壁开口，加以丁基胶塞注射口的设计，有助于往瓶内通过注射器针头多次注入反应液体，避免破坏瓶子内部本身的密封状态。
1.一种野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，其特征在于：包括下半瓶身、上半瓶身、瓶盖、弹性连接件、定位件、搅拌装置和胶塞；所述下半瓶身与所述上半瓶身为由一个瓶子从瓶颈以下的瓶身部位切割一分为二所形成，所述下半瓶身的切口处与所述上半瓶身的切口处均设有具有密封性的环形缓冲件；所述上半瓶身的一组对侧边均设置有所述定位件，所述下半瓶身的一组对侧边均设有所述定位件，所述弹性连接件可拆卸地套设并缠绕在位于同一侧的所述上半瓶身的定位件与所述下半瓶身的定位件之间；所述搅拌装置安装在所述上半瓶身内，所述上半瓶身侧壁开设有第一侧壁开口，所述胶塞安装在所述第一侧壁开口内；所述上半瓶身开设有带外螺纹的瓶口，所述瓶盖设有内螺纹并与所述瓶口通过螺纹连接旋紧在一起。
2.根据权利要求1所述的野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，其特征在于：所述搅拌装置包括旋转轴、轴承和涡轮扇；所述上半瓶身的侧壁开设有第二侧壁开口，所述轴承安装在所述第二侧壁开口内，所述旋转轴自瓶外穿过所述轴承后与所述涡轮扇连接在一起，所述涡轮扇位于瓶内；以瓶内空间为内，所述轴承的内壁面、所述第二侧壁开口的内侧面与外侧开口处均设有防水胶水。
3.根据权利要求1所述的野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，其特征在于：所述环形缓冲件为环形珍珠棉片，所述环形珍珠棉片通过防水胶水粘贴在所述上半瓶身的切口处以及所述下半瓶身的切口处。
4.根据权利要求1所述的野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，其特征在于：所述瓶盖的内侧顶部设置有丁基胶垫，所述丁基胶垫与所述瓶盖顶部开设有供梅特勒托利多便携式ph电极插入的安装孔；所述瓶口缠绕有水胶布。
5.根据权利要求1所述的野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，其特征在于：所述胶塞为丁基胶塞，丁基胶塞与瓶壁之间采用防水胶水粘合。
6.根据权利要求1所述的野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，其特征在于：所述瓶子为采用亚克力材质制成的塑料瓶，其容量为20ml。
7.根据权利要求1所述的野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，其特征在于：所述定位件为塑料材质制成的螺丝钉，所述弹性连接件为橡皮筋胶圈。
8.根据权利要求2所述的野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，其特征在于：所述第二侧壁开口位于所述上半瓶身的定位件之上，所述第二侧壁开口的外径为4mm，内径为1.5mm，内径开口钻穿瓶壁，外径开口钻至深度1.3mm；所述轴承采用不锈钢材质制成的轴承，轴承的外径为4mm，内径为1.5mm、厚度为1.3mm；所述旋转轴采用塑料材质制成的旋转轴，所述旋转轴的直径为1.5mm，所述旋转轴的外端设有一个直径为7mm的旋帽；所述涡轮扇为采用塑料材质制成的涡轮扇，其内径为1.5mm、外径为18mm、厚度为7mm，所述涡轮扇设有若干扇叶。
9.根据权利要求5所述的野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，其特征在于：所述第一侧壁开口的直径为1.5mm，开口钻穿瓶壁；所述丁基胶塞的内径为1.5mm、外径为4mm、厚度为1mm。
10.一种野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的方法，基于权利要求1所述的野外原位测定海草叶子ph-时间漂移曲线的装置，其特征在于，包括如下步骤：
