光合作用测定仪的原理、发展历史、特点

        光合作用计又称光合作用计，它测量气体CO2浓度、空气温湿度、植物叶片温度、光照强度、气体流量等元素，并计算光合作用（呼吸）速率、蒸腾速率、细胞间CO2浓度和气孔导度是衡量光合作用四大指标的仪器。
        光合作用的重要性
        1. 无机物转化为有机物
        绿色植物合成的有机物可直接或间接用作人类或所有动物的食物（如粮、油、糖等和饲草饲料、鱼饵等），也可用作某些用途的原料。工业（如棉花、橡胶、糖等）。也就是说，今天人类所吃的食物和某些工业原料，都是直接或间接来源于光合作用。
         2、积累太阳能
        光合作用形成的有机质中储存的化学能，不仅被植物本身和所有异养生物利用，而且还是人类营养和活动更重要的能源。人类所使用的能源，如煤炭、天然气、木材等，都是现在或过去的植物通过光合作用形成的。因此，光合作用是当今能源的主要来源。
         3. 环保
        从去除空气中过多的CO2，补充O2消耗的角度来看，绿色植物被认为是一种自动空气净化器。
        光合作用的研究具有重要的理论和实践意义。光合作用是地球上普遍存在的*过程，是其他生物生存的基础。光合作用仪有助于深化光合作用的研究。
        光合作用仪原理
        测定光合速率的方法很多，但大多是根据对CO2的吸收来测定光合速率的。光合作用仪采用红外CO2气体分析仪方法测量光合速率。
         1、CO2测量
        红外气体分析是基于由不同原子组成的具有偶极矩的气体分子，如CO2、CO、H2O、SO2、CH3、NH4、NO等，它们特异于2.5~25um的红外光区吸收带， CO2在中红外区有4个吸收带，其中4.26um的吸收带较强，不干扰H2O。红外 CO2 分析是通过检测 CO2 在 4.26um 光谱上的吸收来测量光合作用过程中 CO2 的变化。因为CO2吸收的4.26um红外光能量与其吸收系数（K）、气体浓度（C）和被测气室长度（L）有关，服从比尔-朗伯定律：E=Eoe-KCL
        由于测量仪器在设计过程中会确定Eo（一次初始能量）和L（气室长度），-K、e为常数，E（测量结束时的能量）与C具有相同的值（被测气体浓度的对应关系），CO2浓度可以通过测量E来测量。
        红外CO2分析的优点： ①灵敏度高，可测量1.0、0.5甚至0.1uml·mol-1（即ppm）的CO2浓度； ②反应快，反应时间短，可测光合速率的瞬时变化； ③ 易于实现自动化、智能化测量。
        光合作用分析仪采用单片机智能化管理技术。除了监测光合作用过程中CO2的变化外，还测量相应的光合有效辐射和温度，并根据这些测量参数自动计算出相应的光合速率（Pn）。水分利用效率，气孔导度。
         2、测温原理
        温度传感器采用高精度传感器，测温电路采用三线经典恒流源测温电路。
         3. 光合有效辐射的测定
        光合有效辐射（PAR）是指植物吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成分。一般光谱范围为400～760nm。该技术的原理是：PAR测量采用多层叠加滤光片和光敏半导体技术，即利用硅光电二极管利用光电响应将光能转化为电能。 P区和N区之间形成光电动势，连接PN结，电路中有电流流过，电流的大小与光强有关。
        光合作用分析仪的优点是稳定性和重现性好，动态范围宽，温湿度特性优良，几乎没有疲劳特性。硅光电二极管的短路电流与光强具有良好的线性关系。
        光合作用分析仪的发展历程
        简单配置阶段：
        光合作用分析仪在1950年代初开始使用，其配置比较简单，只有叶室（或同化箱）及相应的气路和气泵等配置，采取人工直读和计算。
        复杂配置阶段：
        为提高测量速度，实现多点测量，光合作用分析仪配备了多个转换及相应的记录装置，实现一机多点多通道测量。另外，为了提高测量精度和控制测量条件，一些光合作用仪配备了叶室环境控制系统。系统。
        便携式多功能智能舞台：
        这一阶段是80年代中期上市的单片机、集成电路和传感器技术发展的结果。单片机对光合作用测量过程中涉及的CO2、温度、湿度、光强、流量等参数进行各种计算，大大提高了测量效率。
        同时光合作用仪配有数据存储卡，可存储大量测试数据。环境因素通过附加叶室、温度、相对湿度、光照强度、CO2浓度控制系统进行调节；光合作用分析仪的生产特点是体积小、重量轻、测量速度快、功能多、操作方便，特别适合野外测量。
        光合作用仪的特点
        1、光合仪利用数据采集仪与二氧化碳分析仪、叶室通讯，接收传感器采集的实时数据。数据采样周期快，计算准确。它可以测量植物的光合作用（呼吸）速率、蒸腾速率和气孔导度。
         2、光合仪软件界面友好，各种传感器实时曲线显示，操作简单。
         3、光合作用仪交直流两用，使用时间长。并且可以配备太阳能电池板，方便在现场充电。
         4、光合作用仪功能多，可根据您的需要进行闭路光合作用、闭路呼吸、开路呼吸和环境因子连溪采集记录。
         5、光合作用叶室设计小巧玲珑，叶室配件适合各种叶片。
         6.光合作用器使用方便。体积小，重量轻，可以随身携带。气路与电路清晰连接，运行方式、测量计算结果一目了然。