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IFL便攜式光合-熒光復(fù)合測(cè)量系統(tǒng)
IFL便攜式光合-熒光復(fù)合測(cè)量系統(tǒng)

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1 引言

多數(shù)研究者均采用文獻(xiàn)中的吸收值來(lái)計(jì)算J(電子傳遞速率,,通常稱之為 ETR),該值在葉肉導(dǎo)度(gm ),、羧化部位 CO2濃度(CC ),、以及其他參數(shù)的計(jì)算中十分重要。若使用上面的方法(文獻(xiàn)中的平均值),,測(cè)量誤差可能達(dá)到16.7%,。而且對(duì)于許多植物脅迫來(lái)講,同時(shí)測(cè)量葉綠素?zé)晒鈪?shù)和氣體交換參數(shù)是必須的,。

現(xiàn)在研究者通常都會(huì)選擇光合熒光連用的設(shè)備,直接測(cè)量計(jì)算葉肉導(dǎo)度(gm ),、羧化部位CO2濃度(CC ),、以及其他參數(shù)。更重要的是,,聯(lián)合使用對(duì)C3植物的凍害脅迫,,高溫脅迫以及干旱脅迫檢測(cè)十分有幫助?;诖?,我們推出了iFL光合熒光復(fù)合測(cè)量系統(tǒng),提供更簡(jiǎn)單的測(cè)量方案,更可靠的測(cè)量結(jié)果,。

2.1 目標(biāo)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于如下目的:

**提供白光光源,,允許葉綠體遷移測(cè)量,可導(dǎo)致多大30%的光化學(xué)淬滅,;

**提供葉片吸收測(cè)量,,提供更可靠的J的測(cè)量,葉片吸收在健康葉片中的范圍為0.7~0.9,,并隨光強(qiáng)不同而變化,;

**提供每次自動(dòng)“匹配測(cè)量”,并具備每次IRGA自動(dòng)調(diào)零,;

**提供低于和高于外界環(huán)境濕度的控制,,濕度和流速可控制在固定值;

**提供無(wú)人值守自動(dòng)操作功能,,按下按鍵后等待測(cè)量完成后返回,;

**提供自動(dòng)后處理功能,可對(duì)Laisk protocol,、Kok protocol,、the Yin protocol及Flexas chamber leakage protocol進(jìn)行自動(dòng)后處理。

**提供gm,、Cc,、Rd、Γ*,、VcMAX和JMAX直接讀出功能,;

根據(jù)Loriaux 2013對(duì)Y(II)和J的FM糾正(多次飽和光閃);

8-16 小時(shí)的電池使用時(shí)間,;

紅外傳感器對(duì)整個(gè)葉片區(qū)域進(jìn)行葉溫測(cè)量,,對(duì)葉室溫度進(jìn)行更可靠的測(cè)量;

2.2 系統(tǒng)組成及技術(shù)指標(biāo)

2.2.1系統(tǒng)由如下部分組成:

系統(tǒng)成功將葉綠素?zé)晒鈨x及光合儀集成在一起,,實(shí)現(xiàn)一個(gè)儀器,,兩種功能,并且充分考慮了野外實(shí)驗(yàn)的便攜性及操作性,。同時(shí)提供多種附件和額外功能,,實(shí)現(xiàn)可靠、精確的測(cè)量,。

2.2.2技術(shù)指標(biāo):

ΦPSII或Y(II):光系統(tǒng)II的光量子產(chǎn)額

J:電子傳遞速率

PAR:光合有效輻射

α:使用RGB傳感器在葉上和葉下測(cè)量的PAR光譜的葉片吸收,,并對(duì)透射光進(jìn)行校正。

葉室溫度:-5℃ ~ +50℃,,精度±0.2℃

葉片溫度:覆蓋70%葉片區(qū)域,,-5℃ ~ +50℃,,精度±0.2℃

gm:葉肉導(dǎo)度

Cc:羧化部位CO2濃度

Γ*:無(wú)日呼吸的CO2補(bǔ)償點(diǎn)

Rd:光下呼吸

Γ*、Rd及其他參數(shù)或常數(shù)可手動(dòng)輸入

FV,、FM,、FV/FM:可變熒光、**熒光值,、PSII的**光化學(xué)效率

FO,、FV/FO:*小熒光值,**熒光值,,其比值對(duì)某些脅迫敏感

FM’: 光化光下**熒光值

Fs或F:穩(wěn)定光照條件下的熒光值

RLC:快速光曲線

rETRMAX:**電子傳遞速率

α:低PAR下ETR對(duì)PAR的斜率

Ik = rETRMAX

Hendrickson Quenching with NPQ

Y(NPQ),, Y(NO), Y(II),, NPQ,, Fv/Fm

Kramer Quenching

q , Y(NPQ),, Y(NO),, Y(II), Fv/Fm

Puddle model parameters

NPQ,, q ,, q , Y(II),, Fv/Fm

光曲線,、A/Q光響應(yīng)曲線、A/Ci曲線,、A/Cc曲線

飽和脈沖:具有690nm短波通濾光片的白色LED光源,,7500μmol

調(diào)制光:具有690nm短波通濾光片的660nmLED

光化光:白色LED,2000μmol

遠(yuǎn)紅光:高于740nm

PAR:0~3000μmol

檢測(cè)器&濾波器:PIN 光電二極管

取樣速率:根據(jù)測(cè)量協(xié)議10 ~10,,000自動(dòng)切換

測(cè)量持續(xù)時(shí)間:20s ~ 4000h可調(diào)

存儲(chǔ):2GB閃存

數(shù)據(jù)輸出:USB,,SD/MMC 2GB存儲(chǔ)卡

視頻輸出:HDMI

用戶界面:彩色觸摸屏

電池壽命:8~16 h

CO2: 0~3000μmols, 分辨率1μmol

H2O:0-75.5 mmols,,分辨率1mmol

流速:100~500ml/min

環(huán)境控制CO2濃度:2000μmols

環(huán)境控制H2O濃度:高于或低于外界條件

環(huán)境控制溫度:高于或低于外界14℃

環(huán)境控制PAR:~2000μmols

操作溫度:5℃~45℃

尺寸:主機(jī)230mm x 120mm x 220mm,,

葉室300mm x 100mm x 80mm

重量:4.48kg

3 數(shù)據(jù)處理

iFL光合熒光復(fù)合測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)出為CSV格式,可直接進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖等操作,,也可導(dǎo)入其他數(shù)據(jù)分析軟件,。此外,iFL本身具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能,,其內(nèi)置軟件可使用多種協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理。

當(dāng)測(cè)量gm,、Cc,、Rd,、及Γ*時(shí),葉室內(nèi)氣體的泄漏以及暗呼吸的擴(kuò)散的測(cè)量十分重要,,F(xiàn)lexas chamber leakage protocol 使研究者能夠測(cè)量葉室氣體的泄漏,,對(duì)于已測(cè)量物種,測(cè)量結(jié)果可直接應(yīng)用于其他測(cè)量和協(xié)議,。

Rd和Γ*的測(cè)定用于計(jì)算gm,、Cc,雖然有很多測(cè)量方法,,Laisk protocol是使用*廣泛的,,上圖中是一個(gè)自動(dòng)測(cè)量的Laisk protocol,其參數(shù)可調(diào),。紅色曲線和它接近的白色水平線反應(yīng)了多個(gè)A/Ci曲線接近的重合點(diǎn),。一個(gè)算法計(jì)算*近的重合點(diǎn)并且以白色圓圈顯示。它同樣具備von Caemmerer校正功能,。

Kok protocol協(xié)議用于Rd測(cè)定,。它*初用于C4植物,但也可以用于C3植物,。Laisk protocol 被認(rèn)為對(duì)C3植物更具有權(quán)威性,。該協(xié)議使用*小二乘法線性回歸分析算法 進(jìn)行作圖并在屏幕顯示。

Yin Protocol是*近出現(xiàn)并用于葉綠素?zé)晒饧皻怏w交換聯(lián)合測(cè)量中對(duì)Rd進(jìn)行測(cè)定,。它具有在高光強(qiáng)和高CO2濃度下使用的優(yōu)勢(shì),,在上述環(huán)境中,該協(xié)議測(cè)量誤差更小,。

產(chǎn)地:美國(guó),、英國(guó)

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