eca光合测定仪说明书

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1、ECA－PB0401型光合测定仪说明书一、光合测定基本原理地球上的植物均是以光合作用为基本物质生产过程，人类和大多数的动物都是以植物这种基本生产过程所产生的一定形式物质，如果实、种子为生存条件的。特别是人类赖以生存的粮食生产过程95%以上的物质均是通过作物将空气中CO2和根部吸收的水分，在太阳光所提供的能量和叶片的叶绿体中合成的有机物质，这种植物将CO2和水合成有机物质放出氧气的过程称为光合作用。如何测定出光合作用的速率，对广大农业科技者和从事植物类研究人员是十分重要的。测定光合速率的方法很多，如根据有机物的积累有半叶法，群体净同化率测定，根据O2的释放有气相O2释放法，吉尔森呼

2、吸仪法，液相O2释放的化学滴定，氧电极法，但应用最多是根据CO2的吸收测定光合速率。根据CO2的吸收测定光合速率有化学滴定法、PH法、同位素法，最常用的而且快速准确的方法是红外线CO2气体分析仪法。１、CO2测定红外线气体分析根据由异原子组成的具有偶极矩的气体分子如CO2，CO，H2O，SO2，CH3，NH4，NO等在2.5~25um的红外光区都有特异的吸收带，CO2在中段红外区的吸收带有４处，其中４.26um的吸收带最强，而且不与H2O相互干扰。红外线CO2分析就是通过检测CO2对４.26um光谱的吸收来测定光合作用过程中CO2的变化量。因为CO2吸收的４.26um红外光能与其

3、吸收系数（Ｋ）、气体的浓度（Ｃ）和测定的气室长度（Ｌ）有关，并服从比尔一兰伯特定律：Ｅ＝Eoe-KCL因为测定仪在设计过程中将确定了Eo（初级始发能量）和Ｌ（气室长度），-Ｋ，e为常数，而Ｅ（测定未端的能量）就有了与C（被测气体浓度）的对应关系，通过测定E就可测定出CO2浓度。红外线CO2分析的优点：①灵敏度高，可以测定到1.0、0.5甚至0.1uml.mlo-l（即ppm）的CO2浓度；②反应快速，响应时间短，可测定出光合速率瞬时变化；③易实现自动化，智能化的测定。ECA光合测定仪采用单片机的智能管理技术，除了监测光合作用过程中的CO2变化外，还同时监测蒸腾作用过程中的水分变化

4、以及测定相应的光合有效辐射（PAR），温度（包括叶室温度（CT）和叶片温度（LT）），并根据这些测定参数自动计算出相应的光合速率（Pn），蒸腾速率（Tr）水分利用效率（WUE）、气孔阻抗Sr。2、水分测定植物在进行光合作用同时伴随着蒸腾过程发生。水分通过气孔向周围空气环境释放水分。通过监测湿度的变化计算出蒸腾速率。湿度测定是采用高分子湿敏电容技术。技术原理：高分子薄膜式湿敏元件应用的是平板电容器原理，在绝缘基片上依次形成下电极感湿膜，上电极感湿膜，膜是聚酰亚胺高分子聚合物，它吸收环境空气中的水分后，其介电常数发生变化，从而引起电容量变化，达到反映湿度的目的。其中电容量与湿度的关系

5、，可用一线性方程近似表达：c=a+bxc:湿敏电容电容值a:常数b:湿敏电容与湿度的相关系数x:相对湿度值-10-ECA－PB0401型光合测定仪说明书C2Q1BG2BG1C1VCC图1湿度测定电路示意图由于湿敏电容的高分子薄膜可以做得极薄（微米级），所以元件其中BG1和BG2组成间歇振荡器，振荡频率为800KHZ，C2为固定电容，C1湿敏电容，当C1发生变化时，振荡的频率和占容比将发生变化，将这种变化通过Q1进行缓冲放大，输出和湿度相对应的电压值，送到AＤ电路进行模数转换。3、温度测定温度是光合作用和蒸腾作用过程中的重要条件，同时是计算机光合速率和蒸腾速率的参数之一，也是在计算

6、气孔阻抗中叶片温度（LT）和周围空气温度（CT）是重要能数。温度测定原理为：采用半导体温度二极管，利用PN结之间的电压随温度而变化特点，其温度系约为2mv/℃。其PN结端电压V随温度变化符合关系式：V0=Vg0-（KT/q）·ln(aTr/lc)Vg0为温度为0时PN结的端电压，K为波尔兹曼常数，q是电子电荷，T是绝对温度a,r.为PN常数。Ic为流过ＰＮ结的电流，当Ic一定时，ＶＯ与Ｔ在-50℃-150℃时有近似线性关系。本光合仪采用直径为0.5ｍｍ的半球形封装的半导体温度传感器，由于封装体积很小，所以反应速度快，滞后性小，能较好的反映叶面温度和环境温度，具体实现电路如图：Vo

7、Io＋－ＶＣＣＱ１Ｖ１Ｔ图２温度测定电路示意图其中Ｉ０为一恒流源，为100uＡ。Ｑ１为缓冲放大器。通过缓冲放大，将０－50℃的温度变换为０－5.00Ｖ的电压输出送到ＡＤ电路进行模数转换。　４、光合有效辐射测定光合有效辐射（ＰＡＲ）是指植物吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成份。一般光谱范围欧美多采用400～760ｎｍ,俄、日等用380～710-10-ECA－PB0401型光合测定仪说明书ｎｍ，ECA光合测定仪的ＰＡＲ是前者范围。该技术原理为：ＰＡＲ测定采用多层叠加滤光和光敏半导技