叶绿素检测仪论文

由于叶绿素(SPAD)值比较容易获得，而氮含量的获取较难。但由于叶绿素和氮含量之间存在很高的相关性，所以经过多次试验，JD-YA叶绿素检测仪可以先建立叶绿素(SPAD)精确实用模型和获得氮含量值，然后利用已知的叶绿素(SPAD)值和氮含量进行线性拟合，拟合出一个决定系数，拟合系数经多次试验，然后取平均值，得到最终的决定系数，根据这个最终的决定系数建立氮含量模型，最后得出氮含量值。虽然该模型的建立拟合，得出的决定系数线性关系存在偏离，但可以满足农田的快速测量要求。

植物生长的过程当中会合成叶绿素，从而作为植物生命能量的来源，所以植物生长的越旺盛，叶绿素的总量就会越多。而这种监测仪正式通过荧光标记的方法来对叶绿素的总量进行监测和计算，这样也就能够非常直观的判断某个区域当中的植物生长情况。在科研当中会利用它来随时检测实验植物的生长情况，而在农业上则可以利用它随时判断一大块区域当中的作物长势。此外在水产养殖行业里，还有专门在水下工作的监测仪，能够准确判断水体当中藻类的生长情况，这样也就可以帮助养殖户随时掌握水质。叶绿素荧光自动监测仪虽然在技术上非常先进，但是体积却很小巧，而且可以实现傻瓜式的操作。另外它还能够与电脑相连接，这样就可以搭配其他的传感器实现自动化的功能，甚至可以利用它的监测数据来实现自动控制，比如调节温室的进光量或者是对补光灯进行操控。

氮素是对植物生长、品质和产量影响最为明显的营养元素，施用氮肥能有效提高植物的氮含量，但过量施氮也会使植物品质下降，并对环境造成污染。对植物进行营养诊断，了解其需肥关键时期，实现适时、定量供应养分，可以有效地提高施肥的经济效益。测定叶片氮素含量是植物氮素状况的重要方法（如：叶绿素测定仪），但是全氮分析操作繁琐，耗时费力，时效性较差。拥有快速测量氮元素的仪器就非常重要，叶绿素仪TYS-A与SPAD-502是一种手持式光谱仪，可在田间无损快速检测植物叶片叶绿素含量。在各种农作物上的应用研究表明，它能够在原位了解植株氮素状况，确定施氮肥的适时性，植物叶片叶绿素仪读数与施氮水平的对应关系、植物氮素营养水平及产量之间的相互关系，旨在为使用叶绿素仪监测植物氮素营养状况，指导进行合理施肥提供基础。 SPAD值与施氮水平、叶绿素含量的关系SPAD值与叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量相关性均极显著相关(图1)如图所示，叶绿素测定仪的读数随氮素用量提高而增加的幅度明显趋缓，趋于达到一个平衡水平。 SPAD值与全氮含量的关系植物成熟叶片全氮含量随着施氮量提高而增加，施氮水平在N3以下时，全氮含量增加较多，施氮水平超过N3时，增加幅度减小。植物成熟叶片的SPAD值和全氮含量成极显著正相关(如：spad-502叶绿素含量测定仪)，全氮含量高，SPAD值大。成熟叶片SPAD读数随着生长季节变化，在不同采样时期内的测定有所不同。通常植物季节性换叶发生在5月中下旬，此时由于新叶尚处于快速生长和成熟阶段，叶绿素含量较低，SPAD值也处于较低水平。尽管如此，叶片氮素含量与SPAD读数之间仍存在着极显著正相关关系，只是二者的数学关系式因采样时间不同而有所差异。 国标方法虽然可以准确的测量出氮的含量，但是实验时间长，复杂性大，对人的健康也有着不良的影响。而相比之下，叶绿素仪可以快速测量SPAD值，而SPAD可以快速有效反应植物氮元素的含量，手持快速叶绿素仪已经成为当今研究领域不可缺少的产品合理施肥是速生丰产林良种壮苗培育的关键技术之一,杨树苗木施肥更是如此。论文通过试验地土壤盆栽试验、砂培盆栽指数施肥试验、大田正交旋转回归施肥试验等方法,通过对比不同试验方法和处理苗木生长、生物量、苗木营养、苗木光合作用、苗木根系生长、土壤营养等变化规律,揭示了欧美杨107杨扦插苗的年度生长规律和需肥规律,研究提出合理施肥时间和合理施肥量,建立了欧美杨107杨扦插苗苗圃育苗的施肥技术体系。具体研究结果主要如下: (1)通过试验地土壤盆栽试验研究土培苗木的苗高、地径生长,揭示了苗木生长的年周期动态变化规律。107杨扦插苗苗高的Logistic生长模型为(?),地径的Logistic生长模型为(?);根据生长模型求出的参数a、b、K确定苗木的生长节律,成活期为4月,幼苗期为5月初-6月底,速生期为7月初-8月底,硬化期为9月初-10月底。 (2)试验地土壤盆栽试验条件下,107杨扦插苗单株生物量,单株苗木纯N量,纯P量在9月最高达。单株苗木的总根长为,根系吸收面积为 cm~2,根系体积为 cm~3。 (3)砂培指数施肥条件下,107杨扦插苗在幼苗期、速生期7月、速生期8月的最优处理分别是T3、T2、T1,最大施肥量,经济施肥量。硬化期末最优处理T1的平均苗高204cm,地径,平均生物量,净光合速率Pn在12:00的峰值达到μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1)。苗木合理施肥期为幼苗期6月、速生期7月、8月,速生期8月是最需要施肥的阶段。施肥时应该在苗木生长高峰来临前的15天内进行施肥。 (4)砂培指数施肥条件下,处理T2的单株总N量最高,在9月达到的总N量。根系研究中,T1为最佳处理,T1处理的单株苗木根系吸收面积,根长为,根系体积。 (5)田间正交旋转回归试验条件下,根据田间生物量建立回归模型:W=×10~(-4)×10~(-4)N~2,得出合理施肥量,即氮肥,磷肥 kg/hm~2,可以获得最大生物量。 (6)土培、砂培和田间试验相结合,砂培处理和田间肥料的养分利用效率分别是、,年生长周期中需要追施N肥,即亩,这比常规育苗追施尿素50-60kg/亩节肥。在施入与尿素相同含N量的基肥条件下,在幼苗期6月、速生期7月、8月分别追施尿素、 kg/hm~2、 kg/hm~2

Krause等（1980，1982）利用DCMU（敌草隆Diuron）阻断PSII受体测的原初电子受体QA到二级电子受体QB的电子传递，从而阻止了因光化学反应导致的光化学淬灭，为定量研究分析叶绿素荧光与光合作用的关系提供了可能。Bradbury等（1981，1984）利用将植物叶片快速曝光于强光下（饱和光闪）的技术，定量分析了叶绿素荧光的光化淬灭和非光化淬灭。Dietz等（1985）及Schreiber等（1986）利用微弱的调制测量光技术和饱和光闪，定量确定光化淬灭和非光化淬灭，并可持续测量叶绿素荧光相对光量子产量；Genty(1989)进一步的实验研究表明，叶绿素荧光测量可以作为一种快速非损伤的CO2同化“探针”。所有这些上世纪80年代的创造性实验研究，奠定了叶绿素荧光技术的应用基础，其中脉冲调制技术（PulseAmplitude Modulated technique，简称PAM）成为目前市场上几乎所有叶绿素荧光测量仪器的通用技术方法。Nedbal教授与PSI公司总裁Trtilek博士等首次将PAM叶绿素荧光技术与CCD技术结合在一起，研制成功了FluorCam叶绿素荧光成像技术（Nedbal等，2000），并于1997年为美国华盛顿大学提供了第一台商业FluorCam系统。FluorCam叶绿素荧光成像技术成为上世纪90年代叶绿素荧光技术的重要突破，使科学家们对光合作用与叶绿素荧光的研究一下子进入二维世界。 暗适应状态下的叶片，其原初电子受体QA处于最大氧化状态，此时我们称PSII（光系统II）处于完全“开放”状态。将充分暗适应后的叶片用微弱的调制测量光照射（光强约 μmol m−2 s−1）后测得的叶绿素荧光为Fo（最小叶绿素荧光）；然后再用饱和光闪（强度一般为3000μmol m−2 s−1左右或者更高，持续时间小于1s）照射叶片，QA在短时间内全部还原，PSII完全“关闭”，此时测得的叶绿素荧光称为最大叶绿素荧光Fm，Fm与Fo之差为Fv，Fv/Fm即为PSII光化学反应的最大光量子效率。Fv/Fm可作为监测植物受胁迫的简单快速的方法，正常高等植物叶片的Fv/Fm值约为。参考资料：