光合作用是綠色植物合成的有機(jī)物質(zhì)的重要過(guò)程,而人類(lèi)的食物或者生活都是直接或間接地來(lái)自光合作用,除此之外,綠色植物還能凈化空氣,供給人類(lèi)能量。因此利用光合作用測(cè)定儀研究光合作用在理論上和實(shí)踐上都具有重要的意義。那么光合作用測(cè)定儀是如何進(jìn)行工作的,我們來(lái)看下其原理就知道了。
光合作用測(cè)定儀原理
采用氣體交換原理,利用紅外氣體分析器測(cè)量流經(jīng)葉片前后CO2和H2O的濃度變化,分析葉片與環(huán)境發(fā)生的氣體交換,用固定了多少CO2來(lái)表征光合作用的能力。將植物葉片放入葉室,光合作用會(huì)消耗CO2,通過(guò)測(cè)定光照條件下葉室進(jìn)、出口之間的CO2濃度差,根據(jù)葉片面積即可計(jì)算凈光合速率。
光合作用測(cè)定儀工作原理
CO2測(cè)定原理
紅外線氣體分析根據(jù)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(qū)都有特異的吸收帶,CO2在中段紅外區(qū)的吸收帶有4處,其中4.26um的吸收帶最強(qiáng),而且不與H2O相互干擾。紅外線CO2分析就是通過(guò)檢測(cè)CO2對(duì)4.26um光譜的吸收來(lái)測(cè)定光合作用過(guò)程中CO2的變化量。因?yàn)镃O2吸收的4.26um紅外光能與其吸收系數(shù)(K)、氣體的濃度(C)和測(cè)定的氣室長(zhǎng)度(L)有關(guān),并服從比爾一蘭伯特定律:E=Eoe-KCL
因?yàn)闇y(cè)定儀在設(shè)計(jì)過(guò)程中將確定了Eo(初級(jí)始發(fā)能量)和L(氣室長(zhǎng)度),-K,e為常數(shù),而E(測(cè)定未端的能量)就有了與C(被測(cè)氣體濃度)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,通過(guò)測(cè)定E就可測(cè)定出CO2濃度。
溫度測(cè)定原理
溫度傳感器應(yīng)用高精度傳感器,測(cè)溫電路應(yīng)用三線制經(jīng)典恒流源測(cè)溫電路。
光合有效輻射測(cè)定原理
光合有效輻射(PAR)是指植物吸收并參與光化學(xué)反應(yīng)的太陽(yáng)輻射光譜成份。一般光譜范圍多采用400~760nm,該技術(shù)原理為:PAR測(cè)定采用多層疊加濾光和光敏半導(dǎo)技術(shù),即采用硅光電二極管,利用光生伏特效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能,在光照照射下能在P區(qū)和N區(qū)之間形成光生電動(dòng)勢(shì),把PN結(jié)連接起,電路中就有電流流過(guò),電流大小與光照強(qiáng)度成相關(guān)性。
以上就是光合作用測(cè)定儀的原理了,另外該儀器配有不同類(lèi)型的葉室(呼吸反應(yīng)器)能廣泛用于大田作物、果樹(shù)、蔬菜、森木、牧草等多種植物不同形狀葉片的測(cè)定。