305等1植物光和测定仪

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1、GXH-3051C植物光和测定仪使用说明书北京均方理化科技研究所目 录1 光和作用概念及影响因素311 光合作用概念和意义312 影响光合作用的因素42 仪器用途和特性53 仪器结构和工作原理631 仪器结构632 仪器工作原理74 主要技术参数85 操作使用说明951 仪器预热和校准952 仪器的使用10511 仪器的连接10512 闭路光和的测量11513 其它用法的介绍17514 其它记录模式的测量216 故障检测及维护2461 故障检测2462 仪器维护247 装箱清单248运输与保管259制造厂家承诺251 光和作用概念及影响因素11 光合作用概念和意义光合作用是植物利用太阳能，将和

2、合成有机物，并释放的过程。光合作用的总反应式为： 由于光合作用的主要产物是糖类，所以光和作用的总表示式可表示为：光合作用是一个复杂的氧化还原过程，其中中的被氧化，而中的则被还原，即 因此，光合作用最突出的三点：被氧化到水平；被还原到糖水平；氧化还原过程所需能量来自光能，即发生了光能的转换、吸收与储存。所以，光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源，对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。可以概括为以下几个方面：第一， 把无机物质转换成有机物质。第二， 转化并储存太阳能。第三， 使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。第四， 对生物的进化具有重要的作用。从物质转化和能量

3、转化的角度看，光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢。此外，呼吸作用也是植物生命活动的基本反应过程，它是指有机物质在生活细胞中被氧化成和并释放能量的过程，是一切生物细胞都具有的代谢活动。呼吸作用的反应式为： 呼吸作用的过程是光合作用的逆过程。12 影响光合作用的因素影响光合作用的因素有光照（包括光照的强度、光色和光照的时间长短）、二氧化碳浓度、温度、和水分状况等，以及不同植物的叶片、不同部位以及叶片的叶龄等都是影响光合作用的不可忽视的因素。这些因素中任何一种的改变都将影响光合作用过程。分别作如下说明：（1）光合作用是一个光生物化学反应，所以光合作用的效率随着光照强度的增加而加快。因此在农

4、业生产上可以通过延长光合作用的时间来提高农作物产量。（2）二氧化碳主要是通过叶片气孔进入叶子，光合过程中吸收了大气中相当多的二氧化碳。（3）光合作用过程是由酶所催化的化学反应，而温度直接影响酶的活性，因此，温度对光合作用的影响也很大。 （4）水分也是光合作用原料之一，缺乏时可使光合速率下降。水分在植物体内的功能是多方面的，叶子要在含水量较高的条件下才能生存，而光合作用所需的水分只是植物所吸收水分的一小部分（ 1% 以下），因此，水分缺乏主要是间接使光合作用下降。影响光合作用的外界条件每天都在时时刻刻变化着，所以光合速率在一天中也有变化。另外，呼吸作用的进行也会时时刻刻受到这些因素的影响。2 仪

5、器用途和特性在对植物光合速率的研究中，吸收法因其理论可靠，灵敏度高，可实时非破坏对样品进行测量。本研究所生产的红外线气体分析仪已经具有几十年历史，曾为各大院校和研究院所提供了大量的高精度的二氧化碳分析仪，其中一部分用于光合和呼吸研究，但由于只是单一的气体分析仪，使用时不方便，为了方便用户，经过几年的努力，我们研究出了集笔记本计算机和气体分析于一体的光合呼吸测量仪器，利用微机强大的计算功能与存贮功能结合红外线分析仪、温湿度传感器及光照传感器，对植物的光合、呼吸、蒸腾等指标测量和计算。GXH3051C植物光合测定仪，主要用于实验室的测量，也可短时间应用于田间或野外对绿色植物光合作用的跟踪测量，并可

6、同时记录、湿度、光照、叶室温度和叶片温度的数据，计算出植物光合速率、水分蒸发、水分利用效率、气孔阻抗等值。用户可根据需要对记录的数据进行保存，以便对实验的结果进行分析。 主要特性如下：1 利用笔记本计算机和二氧化碳分析仪及叶室之间进行通信，接受各传感器采集的实时数据，数据采样周期快，计算准确。 2 软件界面友好，对各种传感器进行实时曲线显示，操作简便 。3 电池容量大，使用时间长。特殊用户可配备太阳能电池板，便于野外充电。 4 仪器功能多。用户可根据自己的需要进行闭路光合，开路光合，闭路呼吸，开路呼吸及环境因子联系采集记录 。5 叶室设计小巧，并配有适合各种叶片的叶室配件，用户可根据自己的需要

7、单独订购。 6使用方便。体积小、重量轻，可随身携带。气路和电路连接明确，操作方式及测定、计算结果可以明确地显示出来。3 仪器结构和工作原理 31 仪器结构GXH3051植物光合测定仪由红外线分析仪、笔记本电脑、叶室、充电电源、笔记本电源包装箱等几部分组成。 笔记本电脑红外线分析仪叶室32 仪器工作原理通过先进的计算机技术及其对应的红外线分析仪，利用对分析仪（）、温度（LT、CT）、湿度（RII）、光合有效辐射传感器（PAR）等进行数据采集，通过数据处理，计算出植物光合速率、蒸腾速率和水分利用率等情况来得到叶片与植物光合作用的相关参数。其工作原理图如下：叶片LTCT红外线分析仪（）湿度传感器（R

8、II）温度传感器（CT）温度传感器（LT）光合有效辐射传感器（PAR）显示数据采集与处理光合过程传感器信号检测数据采集与处理PAR 图1 GXH3051植物光合测定仪工作原理图将待测的绿色植物叶片（如树叶、农作物、蔬菜或者花草等的叶片）放入叶室中，通过各种传感器将叶片的、温度、湿度、水分等数据采集并通过串口输入到笔记本计算机中进行数据处理和储存。数据采集时间短，可在10秒钟内完成一次采集，同时在电脑屏幕上可显示采集的信号和数据。4 主要技术参数1二氧化碳 分辨率：0.1ppm 量程：01000 精度：1%F.S 2相对湿度分辨率：0.1% 量程: 0100% 精度：2%F.S 3温 度 分辨率

9、：0.1 量程：050 精度：0.2 4光 照 分辨率：1UE 量程：03000UE 精度：10UE5电源 充电电源电压为220V，充电时间12小时，工作时间2小时以上计算机充电2小时，可工作3小时仪器工作电压6V，4AH镍氢电池6气路管长度 1.2米7重量 2.5 公斤5 操作使用说明51 仪器预热和校准仪器应用红外测量原理，植物光合测定仪使用前应先预热10分钟，计算机可先不打开。预热时间结束后即可进行测量或校准工作。打开前面板电源开关，使气泵开关处于关闭状态，持续10分钟即可完成预热过程。对于一段时间未使用的仪器，在预热完毕后，需对仪器进行零点、跨度进行校准，否则只进行零点校准即可。（1）

10、零点校准 预热完毕后，旋转面板前面的调零测量旋钮到调零端，打开仪器气泵，待一至二分钟，显示的数值稳定不变后，调节面板上的调零电位器至显示的数值为零，零点调节完成。关闭气泵，将调零测量旋钮旋至测量端。（2）跨度校准用标准气体调节气体的灵敏度。在完成仪器零点的调节后，关上气泵开关，将介于仪器测量范围70100%之间的已知浓度的标准气接在仪器的进口上，通气流量为0.5L/min，待显示稳定后，用小钟表螺丝刀调节仪器前面板上的跨度调节电位器，将仪器的指示值调节与被通入仪器的标准气体浓度值相一致。跨度调节完毕后即可进行测量工作。不测量或正压取样时，应关上气泵开关。52 仪器的使用511 仪器的连接（1）

11、 在使用该仪器时，您不需要单独安装测试所需的软件部分，我们已经为您安装在计算机上。首先要做的就是先将笔记本电脑、叶室和红外线分析仪连接，确保三者之间通信正常。（2） 将叶室的两根气路管分别连到仪器上的气体入口和气体出口处，其中套有红色橡皮圈的导管连在气体入口处，另一根导管连在气体出口处；叶室尾部中间有两根导线，白色导线连接GXH3051植物光合测定仪的信号输出，黑色导线为连接笔记本电脑的USB接口（注意：由于USB接口需要专门的驱动，所以用户在使用时只有笔记本最外侧的接口可以与叶室之间进行通信）。另外，还要将电脑与电源连接上。（3） 如果仪器电池需要充电，将充电器插头接到220V电源上，充电器

12、的另一个旋钮接到红外线分析仪的后面“外接/充电”上。仪器正常使用时不接充电器。512 闭路光和的测量首先，闭路光合的工作原理为：由两根气路管在叶室和红外线分析仪之间连通形成回路进行气体的循环，在叶片的光合作用吸收放出的过程中达到对浓度降低的测量，从而计算出植物光合作用速率等数据。闭路光合光合速率的测定公式为：式中 净光合速率（） C1C2: 浓度落差（） :测定时间（S） S：叶片面积（） V：系统容积（L） T：同化室的温度（） P：气压（MPa） 原理图如下：叶 室红外线分析仪气体输入气体输出笔记本电脑光照 图 2 闭路光合的工作原理图我们以闭路光合的测量为例来介绍一下仪器软件部分的使用：

13、（1）首先确保红外线分析仪预热后，将气泵打开，使其处于工作状态。 打开计算机桌面上的“photosynthesis”图标，系统进入工作状态。界面如图3所示： 图3 系统工作开始界面（2） 如果叶室与主机之间通信正常，出现对话框“叶室与主机之间通信成功！”，点击窗口中的“确定”或界面上的“取消”按钮，可进入下一步工作状态。如图4所示： 图4 系统工作状态主界面当图4的界面出现时，选择“记录模式”菜单下的“闭路光合测量”下拉菜单，系统便会对植物的闭路光合进行测量。从图中可看见屏幕上图表中的叶片温度、叶室温度、光照、湿度以及浓度曲线开始从右向左移动；在屏幕右方实时数据栏里实时显示浓度、相对湿度、叶室

14、温度、叶片温度、光照的变化数据；并且在此同时，在红外线分析仪前面板的显示屏上实时显示与屏幕右方“浓度”相同的数据。将叶室打开，把待测的新鲜叶片放入叶室内，合上叶室保证里面为密封状态。将叶室左侧开关打开，对叶室内的叶片进行光照，当电脑屏幕右侧的浓度开始稳态下降时，说明了叶室密封良好而不受外界条件的影响，叶片开始进行光合作用，此时才能进行数据采集和测量。单击屏幕右上方“测量设置”按钮，出现下图所示窗口：如图5 图5 闭路光合的参数设置选择菜单中的“闭路光合”项，用户可对闭路光合中的“取样周期”、“叶面积”、“样品号”、“系统容积”、“气体流量”、“取样地点”、“样品描述”等进行修改和设定。 取样周期通常设在10秒以上，15秒或20秒为宜。 叶面积要看叶片而定。如果是较大的叶片能够填满整个叶室，那么叶面积就是叶室整个透明窗的面积（24=8）；如果是叶片相对较小，就需要对叶面积进行实际的测量以后填写。样品号是为方便用户对植物跟踪测量，给植物设定的编号。系统容积是闭路光合中很重要的一项参数。它的值包括了叶室体积、气路管容积和红外线分析仪里气室容积的总合，即该仪器