便攜式光合儀使用說明

             SY-1020便攜式光合儀使用說明

一、光合測定基本原理

地球上的植物均是以光合作用為基本物質生產過程，特別是人類賴以生存的糧食生產過程95%以上的物質均是通過作物將空氣中CO2和根部吸收的水分，在太陽光所提供的能量和葉片的葉綠體中合成的有機物質，這種植物將CO2和水合成有機物質放出氧氣的過程稱為光合作用。如何測定出光合作用的速率，對廣大農業科技者和從事植物類研究人員是十分重要的。

測定光合速率的方法很多，但應用zui多是根據CO2的吸收測定光合速率。本機利用快速準確的紅外線CO2氣體分析儀法。

１、CO2測定

紅外線氣體分析根據由異原子組成的具有偶極矩的氣體分子如CO2，CO，H2O，SO2，CH3，NH4，NO等在2.5~25um的紅外光區都有特異的吸收帶，CO2在中段紅外區的吸收帶有４處，其中４.26um的吸收帶zui強，而且不與H2O相互干擾。紅外線CO2分析就是通過檢測CO2對４.26um光譜的吸收來測定光合作用過程中CO2的變化量。因為CO2吸收的４.26um紅外光能與其吸收系數（Ｋ）、氣體的濃度（Ｃ）和測定的氣室長度（Ｌ）有關，并服從比爾一蘭伯特定律：Ｅ＝Eoe-KCL      

因為測定儀在設計過程中將確定了Eo（初級始發能量）和Ｌ（氣室長度），-Ｋ，e為常數，而Ｅ（測定未端的能量）就有了與C（被測氣體濃度）的對應關系，通過測定E就可測定出CO2濃度。

紅外線CO2分析的優點：①靈敏度高，可以測定到1.0、0.5甚至0.1uml.mlo-l（即ppm）的CO2濃度；②反應快速，響應時間短，可測定出光合速率瞬時變化；③易實現自動化，智能化的測定。

光合測定儀采用單片機的智能管理技術，除了監測光合作用過程中的CO2變化外，還測定相應的光合有效輻射（PAR）、溫度，并根據這些測定參數自動計算出相應的光合速率（Pn），水分利用率（We），氣孔導度（Cleaf）。

2、溫度測定原理

溫度傳感器采用德國賀氏高精度PT100傳感器，測溫電路采用三線制經典恒流源測溫電路。

３、光合有效輻射測定

　光合有效輻射（ＰＡＲ）是指植物吸收并參與光化學反應的太陽輻射光譜成份。一般光譜范圍多采用400～760ｎｍ,該技術原理為：ＰＡＲ測定采用多層疊加濾光和光敏半導技術，即采用硅光電二極管，利用光生伏應將光能轉化為電能，在光照照射下能在Ｐ區和Ｎ區之間形成光生電動勢，把ＰＮ結連接起，電路中就有電流流過，電流大小與光照強度成相關性。其優點是穩定性好和重現性好，動態范圍寬，溫濕度特性優良和幾乎沒有疲勞特性。硅光電二極管的短路電流與光照強度有較好的線性關系，當選擇適當的濾光片對光譜進行選擇，則硅光電二極管輸出電流即和所選光譜的光強呈線性關系。具體電路為：

二、光合儀工作原理及系統結構

1、工作原理

 光合測定儀是利用*的單片機技術對相應的CO2濃度、溫度和光合有效輻射（PAR）傳感器信號進行采集，經數據處理計算出光合速率（Pn）同時可顯示、數據存儲的（見圖4）。

2、系統結構

系統主要由二個部分構成，①葉室；其功能將被測葉片夾住，形成固定被測空間和取樣，同時內裝有溫度傳感器，在葉室柄上方有光合有效輻射傳感器（PAR）。在測定光合作用光合有效輻射的變化量（0-2500uEem-2s-1）和溫度變化量（0-50℃），各傳感器相對應的均是標準電壓（0-5V）供處理中心，葉室通過葉室信號電纜和氣路管與主機相連，進行相應的開路或閉路測定；②主機機箱內裝有二氧化碳分析系統和處理中心，前者主要測定光合作用過程中CO2的濃度變化，并將CO2濃度變化量（O-1500ppm）轉化為AD電路所需的標準電壓訊號（0-8.4V）；處理中心將輸入的３種模擬量（CO2、PAR、T）進行多路選擇、模數（A/D）轉換、數據采集與濾波，計算并將測定結果顯示和存貯。

三、光合測定儀的性能及用途

光合測定儀主要用于農作物、果蔬、牧草等植物的光合速率的測定，該儀器具有以下特點：

特殊配置：選用*的單片機對測定過程中各路變化的信號進行自動采集和處理，配置全點陣液晶寬屏顯示器，可實現多信息的菜單式顯示和光標引導下的簡便操作；可進行數據存儲。

使用方便：體積小，重量輕，可隨身攜帶，單人操作，任意移動，氣路和電路連接明確，操

作方式及測定，測定時裝卸葉片十分方便。

性能優良：測量的穩定性、精度、重視性和時間響應都非常好，同時測定光合速率（PN）、二氧化碳濃度（CO2）、光合有效輻射（PAR）和溫度（T）等項指標。

適用廣泛：配有不同類型的葉室、能廣泛用于大田作物、果樹、蔬菜、森木、牧草等多種植物不同形狀葉片的測定。配有標準化免維護鋰電池，可進行交、直流兩種方式供電。

技術參數：