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1、LI6400基本测量原理介绍课件,LI-6400基本测量原理介绍,2006年5月16日 成都,LI6400基本测量原理介绍课件,内容介绍,光合作用测量方法 红外线气体分析法(IRGA) LI-6400 气体交换测量系统 LI-6400气体交换测量系统使用功能与应用,LI6400基本测量原理介绍课件,酶,CO2,H2O,O2,(CH2O),光量子,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,Gene Company Limited Agricultural & Environmental
2、Division,LI6400基本测量原理介绍课件,光合作用测定方法,有机物的积累速率:半叶法、植物生长分析法 叶片放O2的速率:瓦氏呼吸、吉尔森呼吸、化学滴定法和氧电极法 叶片吸收CO2的速率:化学滴定法、pH法、同位素法和红外线气体分析法,测定任一反应物的消耗速率或产物的生成速率(包括物质的交换和能量的贮藏)都可以用来计算光合速率(Pn),Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,凡振动频率与气体分子的振动频率相同的红外光，在透过气体时均可形成共震而被气体吸收，使透过的红外光能量减
3、少 由异原子组成的具有偶极矩的气体分子如CO2、CO 、H2O、SO2、CH4、NH4、NO等，在波长2.525m的红外线光区都有特异的吸收带 CO2在中段红外区的吸收带有4处，且以4.26m的吸收带最强，而且不与H2O相互干扰 被吸收的红外光能量多少与被测气体对红外光的吸收系数(K)、气体的密度(C)和气层的厚度(L)有关，并服从比尔-兰伯特定律(E=Eoe-KCI),红外线气体分析法(IRGA),Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,灵敏度高 反应速度快、响应时间短，可快速测出
4、CO2瞬间变化 不破坏样品 易实现自动化、智能化。 可实现CO2及有关环境因子的自动监测、记录、数据储存、计算及环境条件的控制 现已成为测定光合的最主要方法。,优 点,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,红外线CO2分析原理,辐射源 气 室 滤光片 检测器 信号输出,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,依据CO2变化测定的基本原理,CO2,CO2,Pn = CO2S
5、 t,光,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,光合作用:重要的环境因子是什么?,光强度 叶片温度 CO2 水蒸气,不仅要测量这些因子，而且要控制这些因子,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,光合作用:研究者想测量什么?,净 CO2 流量 (同化作用或呼吸作用) 气孔导度 (gs) 胞间 CO2 浓度 (Ci) 电子传递 植物胁迫指示,Gene Company Lim
6、ited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,LI-6400 气体交换测量系统,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,红外气体分析的原理 是LI-COR公司生产的第三代气体交换测量系统 分析器位于传感器头部 具有两组完全独立的、非扩散性的、开路的红外分析器 同时测量CO2和H2O的绝对浓度 可连续测量参比室和样品室的CO2和H2O绝对浓度，达到实时测量叶片的动态指标,LI-6400 的测量原理,Gene Co
7、mpany Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,Gen
8、e Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,开路式系统中的变量,A,蒸腾作用 (E) 和光合作用 (A) 改变了叶室空气中水蒸气和CO2 浓度 蒸腾作用造成出室空气流量(uo )大于入室空气流量(ui ),Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,方 程,Transpiration E u(wo-wi)/s mol s-1(mmol mol-1)/m2 mmol m-2 s-1 Pho
9、tosynthesis (CO2 Assimilation) A u(ci-co)/s mol s-1 (mol mol-1)/m2 mol m-2 s-1,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,方 程,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,方 程,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI
10、6400基本测量原理介绍课件,挑战: 快速、精确测量H2O,问题: 气路管壁会缓慢吸收和释放水蒸气 水吸收 = 误差 蒸腾误差 (E) 气孔导度误差 (g s) 胞间 CO2 误差(Ci),Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,开路式或稳态气体交换系统,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,问题:传统光合仪H2O测量,时滞 壁吸收 管吸收 精确测量和控制叶室湿度是不可能
11、的,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,LI-6400系统H2O的测量和控制,图表浏览功能 最小吸收，精确测量或控制 叶室H2O 准确测量 最小时滞 LI-6400在进气湿度突然发生较大变化时维持H2O 在 0.1 mmol/mol之内,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,新颖独特的系统设计 开放式气路 分析器定位传感器头部 各种环境因子的控制光、CO2、温度和湿度
12、等 在野外现场检查数据 自动测量程序自带程序、用户定义程序,LI-6400光合仪的特点1,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,回算功能以便回到实验室作校准 程序的升级 文件记录模式文件名、标记 数据交换仪器与电脑之间的数据交换 荧光测量与光合作用测量同步进行,LI-6400光合仪的特点2,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,LI-6400的使用功能1,1、测量参数包
13、括： 净光合速率（Pn） 气孔导度（Gs） 蒸腾速率（Ts） 细胞间隙CO2浓度（Ci） 大气CO2浓度（Ca） 光量子通量密度（PFD） 叶温(TL) 气温 （Ta） 相对空气湿度(RH) 饱和蒸气压亏缺（VPD）,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,2、计算参数包括： 表观量子效率(AQY) 羧化效率(CE) 气孔限制值(Ls) 光呼吸速率 CO2利用率(CU
14、E) 总光合速率(Pgross) 净光合速率(Pnet) 暗呼吸速率,LI-6400的使用功能2,LI6400基本测量原理介绍课件,光响应曲线： 光饱和点 光补偿点 CO2响应曲线： CO2饱和点 CO2补偿点 RuBP最大再生速率（Vrubsico） 温合补偿点 水合补偿点,LI-6400的应用1,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,光合作用的动态变化 日变化 季节变化 年变化 植物光合作用比较 生境条件 发育阶段 不同植物,光合作用与环境因子关系 光照强度 CO2浓度 温度
15、水分 养分 交互作用 全球气候变化,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI-6400的应用2,LI6400基本测量原理介绍课件,逆境条件植物光合作用变化 高温和低温 强光 紫外辐射 盐分胁迫 水分胁迫 大气污染,抗逆植物的筛选 转基因植物 引种植物 航天育种 光合作用机理研究,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI-6400的应用3,LI6400基本测量原理介绍课件,土壤呼吸,Gene Company Limited Agric
16、ultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,群落光合测量,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,群落光合测量,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,果实、种子等呼吸测量,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,6400-40 荧光叶室,Gene Company Limited Agricultural & Environmental Division,LI6400基本测量原理介绍课件,最大荧光（Fm） 光下最大荧光（Fm） 初始荧光（Fo） 光下最小荧光（Fo） 最小荧光相对变化（q0） 实时荧光（F） 稳态荧光（Fs） 可变荧光（Fv） PS光化学效率（Fv/Fm） 能量转换的有效量子产率（F/
