光合儀專題
目錄：
光合作用測定儀簡稱光合儀，以下為您詳細(xì)介紹了光合儀的作用原理、特點、測量方法以及其他一些常見問題，希望能對大家有幫助。
光合儀可廣泛應(yīng)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和土壤、種子、昆蟲等呼吸作用的測定。在對植物光合速率的研究中，CO2吸收法因其理論可靠，靈敏度高，可實時非破壞對樣品進行測量的儀器?？娠@示光合速率，蒸騰速率，水分利用效率和氣孔阻抗等，其髙至優(yōu)點是可以進行活體測定，多數(shù)據(jù)測定，還便于攜帶，進行野外測量。
1.原理：光合測定儀是利用[Cutting-edge的單片機技術(shù)對相應(yīng)的CO2濃度、濕度、溫度和光合有效輻射等傳感器，進行信號采集，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換處理獲得數(shù)據(jù)。
2.光合作用：光合作用就是利用光轉(zhuǎn)化成能量的過程，是植物、藻類和某些細(xì)菌，在可見光的照射下，經(jīng)過光反應(yīng)和暗反應(yīng)，利用光合色素，將二氧化碳(或硫化氫)和水轉(zhuǎn)化為有機物，并釋放出氧氣(或氫氣)的生化過程。
軟件界面友好，對各種傳感器進行實時曲線顯示。
電池容量大，使用時間長，特殊用戶可配備太陽能電池板，便于野外充電。
功能多，可以進行閉路光和，開路光和，閉路呼吸，開路呼吸及環(huán)境因子聯(lián)系采集記錄
葉室設(shè)計小巧，并配有適合各種葉片的葉室配件使用方便。
體積小、重量輕，可隨身攜帶。
多功能：同時測定光合速率、蒸騰速率、胞間二氧化碳濃度、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率，以及二氧化碳濃度、相對濕度、光合有效輻射和空氣溫度、葉片溫度十項指標(biāo)；
智能化：多信息的中文菜單顯示和光標(biāo)引導(dǎo)操作，即時將測定過程及[much]終結(jié)果屏幕顯示、存儲。
1.光合測定儀測量方
光合測定儀的測量方式有兩種，即閉路測量和開路測量。
①.閉路測量：葉室出氣口接主機進氣口，葉室進氣口接主機出氣口
②.開路測量：葉室出氣口接主機進氣口，其它不連接。
2.光合測定儀測定指標(biāo)
①.光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、葉片細(xì)胞間CO2濃度等。
②.光合速率：是指光合作用的固定二氧化碳（或產(chǎn)生氧）的速度
③.蒸騰速率：是指植物在一定時間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量
④.氣孔導(dǎo)度：是氣孔張開的程度，影響光合作用，呼吸作用及蒸騰作用
[much]為常見的測定光合速率的方法是通過測定CO2吸收的紅外線CO2氣體分析儀法（光合儀）以及通過測定O2釋放的氧電極法?！?/span>
（一）紅外線CO2氣體分析儀法（光合儀）
1.優(yōu)點
可用光合儀對植物葉片光合作用、蒸騰作用、呼吸作用等做相關(guān)研究。測量參數(shù)包括CO2濃度、凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度、大氣濕度、空氣溫度、葉片溫度、蒸汽壓虧缺、大氣壓、光強、、Ci/Ca等。
系統(tǒng)自帶的自動測量程序可以測定繪制植物的光—光合響應(yīng)曲線、CO2—光合響應(yīng)曲線、溫度—光合響應(yīng)曲線、濕度—光合響應(yīng)曲線等。
光合儀一般都采取開放式氣路設(shè)計開放式氣路系統(tǒng)采用雙氣室紅外儀，使未經(jīng)過同化室的氣體作為參比氣進入一個氣室，使從同化室出來的氣體作為樣本氣進入另一個氣室，由紅外監(jiān)測器檢測出參比氣和樣本氣的CO2濃度差，根據(jù)其濃度差、同化室中葉片面積和氣體流量計算出光合速率。
2.缺點
光合儀由于受葉室類型的限制不方便測定藻類、苔蘚類以及小的浮游植物，懸浮細(xì)胞、蘋果果皮，幼芽等的光合速率測量轉(zhuǎn)化慢
（二）氧電極法
1.優(yōu)點
在某些研究中，可作為要知道植物的放氧速率，比較植物放氧和同化CO2速率的差異的檢測方法。
用于測定各種生物體及活性物質(zhì)的耗氧或放氧反應(yīng)，且能夠很好地控制反應(yīng)條件。
用氧電極測定光合速率可以消除氣孔限制對光合的影響，為科研提供有力的數(shù)據(jù)支持。
液相氧電極，可以測定一些光合儀不能測定的小的植物材料如藻類、苔蘚類、浮游植物、懸浮細(xì)胞、芽、莖等的光合速率。
2.缺點
氧電極測定的光合速率不能真正反映植物在實際條件下的碳同化速率。
然而，作為光合速率的測定方法，氧電極法測定指標(biāo)單一，不能測定氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、CO2補償點、CO2飽和點等光合作用重要參數(shù)。
（三）光合儀和氧電極測定光合速率的區(qū)別
用氧電極測定的光合速率要大于用光合儀測定的光合速率。
CO2 + 2H2O* + 4.69kJ → (CH2O) + O*2↑+ H2O
根據(jù)以上反應(yīng)式應(yīng)該得到的是無論用氧電極測定O2的釋放還是用光合儀測定CO2的吸收測定光合速率應(yīng)該相同，然而實際情況并非如此。一般來說用氧電極測定的光合速率要大于用光合儀測定的光合速率。
使用儀器之前，需要經(jīng)過工程師的培訓(xùn)。
實驗之前檢查設(shè)備是否能都進行工作。
實驗之前要對設(shè)備進行校正，以確保實驗數(shù)據(jù)的[accuracy]性。
校正步驟：
開端：對設(shè)備進行預(yù)熱
第二步：將光合作用測定儀調(diào)到零點
第三步：調(diào)到零點后對設(shè)備的敏度進行校正。
1、從儀器進氣處斷開氣路.改接標(biāo)準(zhǔn)CO2氣(已知[accuracy]濃度)鋼瓶，在進氣和標(biāo)準(zhǔn)氣鋼瓶之間串連一氣體流量計，以檢測標(biāo)準(zhǔn)CO2氣流量(流量限制在6升/分鐘)；
2、讓標(biāo)準(zhǔn)CO2氣先經(jīng)流量計再進入儀器進氣口，調(diào)整設(shè)備終點旋鈕，此時校正設(shè)備靈敏完成
3、然后去掉標(biāo)準(zhǔn)氣，恢復(fù)原氣路。
第三步：設(shè)置測定光合速率和補充CO2氣進行重復(fù)測定的先后順序。
第四步：完成以上步驟進行實驗
第五步：實驗結(jié)束后對設(shè)備進行正確的清理工作。
在光合速率測定時，必須提供非常穩(wěn)定CO2濃度的氣體，提供穩(wěn)定CO2濃度有兩種方法：一是設(shè)備自帶鋼瓶供氣，二是使用緩沖瓶供氣。在使用時要注意以下事項
緩沖瓶由一個體積較大的容器（體積至少大于2L）和一根氣路管（氣路管長3m以上）組成所以連接的氣路管接要到設(shè)備氣路接口的“AIR IN”接口；
緩沖瓶使用時應(yīng)該放在上風(fēng)口或掛在高處或放在空氣不容易擾動，不易受到人呼吸影響的地方。
使用鋼瓶供氣時，緩沖瓶可接也可不接
緩沖管的長度不宜過長，超過10m以上會加大儀器中取氣泵的功率，降低使用壽命
緩沖瓶從CO2濃度高的地方拿到CO2濃度低的地方，需要打開緩沖瓶口，擠壓緩沖瓶。
緩沖瓶中嚴(yán)格不能有水；
緩沖瓶避免陽光暴曬，陽光暴曬會導(dǎo)致緩沖瓶內(nèi)氣體溫度過高。
1.氧氣濃度
光合作用是一個光生物化學(xué)反應(yīng)，所以光合速率隨著光照強度的增加而加快。但超過一定范圍之后，光合速率的增加變慢，直到不再增加。
2.二氧化碳濃度
二氧化碳是綠色植物光合作用的原料，它的濃度高低影響了光合作用暗反應(yīng)的進行。在一定范圍內(nèi)提高二氧化碳的濃度能提高光合作用的速率，達(dá)到一定值之后光合作用速率不再增加，這是因為光反應(yīng)的產(chǎn)物有限。
3.溫度
由于光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個部分，光反應(yīng)主要涉及光物理和光化學(xué)反應(yīng)過程，尤其是與光有直接關(guān)系的步驟，不包括酶促反應(yīng)，因此光反應(yīng)部分受溫度的影響小，甚至不受溫度影響；而暗反應(yīng)是一系列酶促反應(yīng)，明顯地受溫度變化影響和制約?！ ?/span>
4.礦質(zhì)元素
礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。例如，N是構(gòu)成葉綠素、酶、ATP的化合物的元素，P是構(gòu)成ATP的元素，Mg是構(gòu)成葉綠素的元素。
5.水分
水分既是光合作用的原料之一，又可影響葉片氣孔的開閉，間接影響二氧化碳的吸收。缺乏水時會使光合速率下降。
1.該如何更換光合儀在測定CO2響應(yīng)曲線的時候的吸收管
將光合儀背面面板的吸收管（5根）中間的一根更換為堿石灰，并檢查其他吸收管是否變質(zhì)。如果不測定CO2-光合響應(yīng)曲線而使用大氣供氣測定光合速率時，將中間的管子換為空管。
注：堿石灰管正常為藍(lán)綠色，變質(zhì)后為土黃色，干燥劑（硅膠）正常為黃色，變質(zhì)后為綠色
2.接緩沖瓶的時候，進氣口接在什么位置
應(yīng)接在儀器背面面板[much]右邊，從上往下第二個孔。是空氣進氣孔。
3.合上葉室光源不亮
看看是否光源的接口沒有接好
看葉室是否和不攏，合不攏的時候設(shè)備認(rèn)為葉室沒有合上，
看儀器的光源設(shè)置是否為LED，即Light type ： LED
注：如若還檢查不出問題所在請聯(lián)系專業(yè)維修人員進行檢修
4.開機后，屏幕不亮，儀器背面的紅燈亮，綠燈閃爍
按儀器屏幕上的ZZZ鍵，可能在關(guān)機的時候把筆記本關(guān)閉了。按“Zz”鍵后，如果屏幕依然不亮請聯(lián)系專業(yè)維修人員維修
5.開機后顯示正常運行，但是外界大氣CO2濃度過低
這是由于調(diào)零不完全造成的，更換吸收管中的分子篩就可以，把靠近黑色面板的分析篩更換為新的即可。
6.儀器正常運行，Pn值忽高忽低
首先檢查儀器操作界面左上方的Cr值是否穩(wěn)定，如果不穩(wěn)定，請檢查氣源，緩沖瓶等是否處于合理的位置。
如果Cr穩(wěn)定，檢查葉室是否不能完全加緊葉片，如果不能，請調(diào)節(jié)葉室手柄后的螺絲，將葉室加緊以及檢查葉室頭部氣路管是否脫落。
7.葉室漏氣
葉室沒有合緊
葉室漏氣需要更換葉室上的密封材料。
設(shè)備內(nèi)部突然聲音加大
聲音突然變大是儀器內(nèi)部泵工作加大，氣路賭賽造成的，可能進氣管堵塞造成的。
8.在使用的過程中突然黑屏
可能是電池沒有電或者電池接觸不良造成的。
9.更換葉室窗口注意事項
更換時注意不要把螺絲擰滑絲
更換時在新的葉室窗口邊緣涂上一些密封膠。
10.儀器連續(xù)出現(xiàn)差分平衡
環(huán)境濕度太大或者環(huán)境溫度太高，使用時在強光下給儀器遮陰。
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