光合荧光测量系统使用说明.doc

1、北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 1 -一 、 光 合 测 定 基 本 原 理地球上的植物均是以光合作用为基本物质生产过程，人类和大多数的动物都是以植物这种基本生产过程所产生的一定形式物质，如果实、种子为生存条件的。特别是人类赖以生存的粮食生产过程 95%以上的物质均是通过作物将空气中 CO2 和根部吸收的水分，在太阳光所提供的能量和叶片的叶绿体中合成的有机物质，这种植物将 CO2 和水合成有机物质并放出氧气的过程称为光合作用。如何测出光合作用的速率，对广大农业科技者和从事植物类研究人员是十分重要的。测定光合速率的方法很多，如根据有机物的积累有半叶法，群体净

2、同化率测定，根据 O2 的释放有气相 O2 释放法，吉尔森呼吸仪法，液相 O2 释放的化学滴定，氧电极法，但应用最多是根据 CO2 的吸收测定光合速率。根据 CO2 的吸收测定光合速率有化学滴定法、PH 法、同位素法，最常用的而且快速准确的方法是红外线 CO2 气体分析仪法。ECA 光合测定仪采用单片机的智能管理技术，除了监测光合作用过程中的 CO2 变化外，还同时监测蒸腾作用过程中的水分变化(RH)以及测定相应的光合有效辐射（PAR） ，温度（包括叶室温度（TC）和叶片温度（TL） ，并根据这些测定参数自动计算出相应的光合速率（Pn） ，蒸腾速率北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC140

3、1 光合荧光测量系统- 2 -（Tr ）水分利用效率（WE） 、气孔导度(Cleaf) 、胞间 CO2浓度（CO2in） 。、CO2 测定红外线气体分析根据由异原子组成的具有偶极矩的气体分子如 CO2，CO，H2O ，SO2，CH3，NH4 ，NO 等在2.525um 的红外光区都有特异的吸收带，CO2 在中段红外区的吸收带有处，其中.26um 的吸收带最强，而且不与H2O 相互干扰。红外线 CO2 分析就是通过检测 CO2 对.26um 光谱的吸收来测定光合作用过程中 CO2 的变化量。因为 CO2 吸收的 .26um 红外光能与其吸收系数（） 、气体的浓度（）和测定的气室长度（）有关，并服

4、从比尔一兰伯特定律：E oe-KCL因 为 测 定 仪 在设计过程中将确定了 Eo（初级始发能量）和（气室长度） ，-，e 为常数，而（测定未端的能量）就有了与 C（被测气体浓度）的对应关系，通过测定 E 就可测定出 CO2 浓度。红外线 CO2 分析的优点： 灵敏度高，可以测定到1.0、0.5 甚至 0.1uml.mlo-l（即 ppm）的 CO2 浓度；反应快速，响应时间短，可测定出光合速率瞬时变化；易实现自动化，智能化的测定。2、水分测定北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 3 -植物在进行光合作用同时伴随着蒸腾过程发生。水分通过气孔向周围空气环境释放水分

5、。通过监测湿度的变化计算出蒸腾速率。湿度测定是采用进口传感器。3、温度测定温度是光合作用和蒸腾作用过程中的重要条件，同时是计算光合速率和蒸腾速率的参数之一，也是在计算气孔阻抗中叶片温度（TL）和周围空气温度（TC）是重要能数。温度测定原理为：空气温度测量利用进口传感器，叶片温度测量利用热电偶元件，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路时，如果两连接端温度不同，则会在回路内产生热电流的物理现象。热电偶由两根不同导线( 热电极)组成，它们的一端是互相焊接的，形成热电偶的测量端，(也称工作端)。将它插入待测温度的介质中；而热电偶的另一端 (参比端或自由端

6、)则与显示仪表相连。如果热电偶的测量端与参比端存在温度差，则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。、光合有效辐射测定光合有效辐射（ ） 是指植物吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成份。一般光谱范围欧美多采用400760,俄、日等用 380710，ECA 光合测定仪北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 4 -的是前者范围。该技术原理为：测定采用多层叠加滤光和光敏半导技术，即采用硅光电二极管，利用光生伏特效应将光能转化为电能，在光照照射下能在区和区之间形成光生电动势，把结连接起来，电路中就有电流流过，电流大小与光照强度成相关性。其优点是稳定性好和重现性好，动态范围宽，

7、温湿度特性优良和几乎没有疲劳特性。硅光电二极管的短路电流与光照强度有较好的线性关系，当选择适当的滤光片对光谱进行选择，则硅光电二极管输出电流即和所选光谱的光强呈线性关系。具体电路为：Q1D1 V0 图 光合有效辐射测定电路示意图为硅光电二极管，为电流电压转换电路,将 O-2742uEm-2.s-1微爱因斯坦的光强转换为 0-5V 输出电压，送到 AD 电路进行模数转换。二、 ECA 光合测定仪结构原理1、工作原理+北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 5 -ECA 光合测定仪是利用先进的单片机技术对相应的 CO2浓度、湿度、温度和光合有效辐射传感器信号进行采集，

8、经数据处理计算出光合速率，蒸腾速率，水分利用效率，气孔导度和胞间 CO2 浓度，同时可显示，数据存储并能与计算机通讯（见图 4） 。光合过程 感器信号感测 数据采集与处理4 ECA 光合测定仪工作原理示意图2、系统结构（见图 5）系统主要由二个部分构成，叶室（或同化箱） ，其功能将被测叶片（或群体）夹（封）住，形成固定被测空间和取样，同时内装有叶片温度传感器（TL）和叶室温度传感器（TC） ，在叶室柄内装有湿度传感器（RH） ，在叶室柄上方有光合有效辐射传感器（PAR） 。在测定光合作用和蒸腾作用过程中，叶室内的相对湿度变化量（0-100%）,光合有效辐射的变化量（0-2700uEem -2s

9、-1）和叶室、叶片温度变化量（0-50） ，各传感器相对应的均是标准电压（0-5V）供处理中心，叶室通过叶室信号电缆和气路管与主机相连，CO2H2OV LTCT红外线 CO2分析（CO2）湿度传感器（RH）温度传感器（TL）温度传感器（TC）光合有效辐射传感器（PAR ）显 示数据存贮 多路 转换开关A/D转换CPU转换通讯北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 6 -进行相应的开路或闭路测定；主机，机箱内装有二氧化碳分析系统和处理中心，前者主要测定光合作用过程中 CO2的浓度变化，并将 CO2 浓度变化量（O-1500ppm）转化为 AD电路所需的标准电压讯号（

10、0-5V） ；处理中心将输入的 5 种模拟量（CO2、RH、PAR、TC、TL）进行多路选择、模数（A/D）转换、数据采集与滤波，计算并将测定结果显示和存贮并与计算机通讯。三、 ECA 光合荧光系统的性能及用途ECA 光合测定主要用于作物、果蔬、牧草等植物以光合为主的多种生理指标和生态因子的测定，该仪器具有以下特点：a) 特殊配置：选用先进的单片机对测定过程中各路变化的信号进行自动采集和处理，配置全点阵液晶宽屏显示器，中英文菜单，可实现多信息的菜单式显示和光标引导下的简便操作，结果数据存储并与计算机通讯。使用方便：体积小，重量轻，可随身携带，单人操作，任意移动，自动弹启和锁紧方式，测定时装卸叶

11、片十分方便。b) 性能优良：所用的传感器为最新研制的产品，AD 转换精度高，测量的稳定性、精度、重视性和时间响应同于和优于国外同类先进仪器；c) 适用广泛：配有不同类型的叶室、能广泛用于大田作北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 7 -物、果树、蔬菜、森木、牧草等多种植物不同形状叶片的测定。配有标准化免维护电池，可进行交、直流两种方式供电，野外、室内均可使用。还可以根据用户的需要，设计和制做特用的同化箱和呼吸反应器，测定群体光合作用和土壤、种子、昆虫等呼吸作用。d) 技术参数：测定项目测定量程 精度CO2 0-1500PPm 3PPmRH 0-100% 1.8%

12、T 0-50 0.2%PAR0-2700umolm-2S-15umolm-2S-1主机外形体积为：290130120（mm）;复合叶室面积：A（无挡片）：长：5cm、宽 2cm（面积为：10.00cm） ；B（圆形挡片）：r：0.5cm（面积为：0.79cm） ；C（椭圆挡片）：长 4.3cm、短 0.5cm(面积：6.75cm)；荧光探头尺寸：直径：6.5cm 高：5.5cm工作环境：温度 050，相对湿度：0-100%（没有北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 8 -水汽凝结） ；电源： DC6V9AH 可存电锂电池，可连续工作 79 小时；数据存储：2G显

13、示：240128 点阵，中英文界面；数据传输：SD 卡；四、 面板示意图上面板示意图1 气泵键，用于气泵开关，在数据测量状态使用；2 复位键，任何状态下按此键显示回到开机界面；3 关机键，按此键 3 秒钟关机；4 开机键，按此键 3 秒钟开机；5 数字键，按相应的数字（字母）键输入该数字（字母） ；6 键，上翻和下翻界面或光标，同时按两个键可进行数字与字母的输入切换；7 ESC 键，除菜单显示意义外，按此键退回上一级菜单；8 ENT 键，除菜单显示意义外，按此键确认当前操作，进入下一级菜单9 右下方的插槽为插卡处，上面为光合测量 SD 卡，下面为荧光测量 TF 卡北京益康农科技发展有限公司 E

14、CA-PC1401 光合荧光测量系统- 9 -991 叶室上盖，开启和关闭叶室，松紧程度可用连接螺丝和扳机上的螺丝调节；2 密封圈，保证叶室密封气体和保护叶片不受损坏；3 叶室下盖，安装传感器并与上盖合闭后形成密闭空间；4 密封圈，同 2：5 叶室温度，铂电阻温度传感器，用于叶室温度测量；6 风扇，使叶室内空气均匀；7 湿度传感器，测量空气湿度；8 信号线，连接主机的信号线的插头；1 叶室上盖2 密封圈3 叶室下盖4密封圈5叶室温度6风扇7湿度传感器8信号线9光量子插头14 压柄13 手柄12 扳机11 连接轴10 气路接口叶片温度18透光窗17连接螺丝16光量子15叶室示意图进气口1信号线2

15、出气口3保险管六通阀4电池盒盖5螺钉6充电口7碱石灰8右面板示意图1 进气口，主机进气管接口；2 信号线，主机的信号线接口；3 出气口，主机出气管接口；4 六通阀，仪器 CO2 调零用，逆时针旋转调零状态，顺时针旋转测量状态；左面板示意图5 电池盒盖，打开电池仓；6 螺钉，开关电池盖，逆时针旋转开；7 充电口，与充电器连接给机内电池充电8 碱石灰，逆时针旋开可更换碱石灰；9 保险管，逆时针旋开可更换仪器保险10 调零旋钮，CO2 调零时使用11 荧光测量探头插头调零旋钮10荧光探头11北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 10 -9 光量子插头，叶室上光量子传感

16、器的连接插头；10 气路接口，与主机的气路连接口，有两个，左面为进气口，右面为出气口；11 连接轴，叶室上盖与下部的连接件；12 扳机，往后扳动可开启叶室；13 手柄，叶室的手持部位；14 压柄，往下压可关闭叶室；15 光量子，测量光合有效辐射；16 连接螺丝，旋转螺母可以调节叶室的松紧程度，顺时针方向紧，逆时针方向松，打开叶室时顺时针方向旋转可拆卸上盖；17 透光窗，叶室的透光口，本机标配叶室的面积为 11 平方厘米；18 叶片温度，热点偶传感器，用于叶片温度的测量；五、 ECA 光合测定系统操作说明1仪器连接，1-1 随机所配的连接线是信号线与气路管一体线；1-2 将连接线的航空插头分别插

17、到主机和叶室的信号线接口；1-3 将连接线的气路管分别安在主机和叶室的进气口和出气口；闭路测量和开路测量安装方法如图，叶室主机用其中一条气管一端连叶室的进气口另一端连主机的出气口，用另一条气管一端连叶室的出气口另一端连主机的进气口（气管两端标示一样的为一条气管）闭路测量气路连接北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 11 -2 电源启动2-1 接通电源 2-1-1 将随机配套的电池装入电池盒内， （一般新仪器电池已安在仪器内）2-1-2 充电 每节电池可以连续工作 8 小时左右。当电压不足时，需及时充电。ECA 光合测定仪主机所配备电源是由 GP0108 充电器经

18、对其结构和功能改进后作为 ECA 主机充电电源。常规充电：先接电池后接通 220V 电源，电源指示灯亮，电池指示灯闪烁，常亮充满。电池维护：电池使用前或长时间不用时都需要充电，仪器使用完毕后电池应及时充电，带电保存，长时间不使用叶室主机用其中一条气管一端连叶室的出气口另一端连主机的进气口，叶室进气口和主机出气口不连接开路测量气路连接北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 12 -时一个月充电一次，每三个月电池放电到无电、再充满一次。 3.主机操作五、仪器的维护和故障修理3-3 时间设定操作同上，本仪器为 24 小时制；08-01-01 09-45-23 ECA-光

19、合测定仪北京益康农科技发展有限公司1-1 按下前面板开机键，屏上显示产品名称和公司名称，5 秒钟后进入主菜单。08-01-02 09-45-23 请选择所需功能 -系统设置-模式选择-数据测量-环境监测-2-1 此界面为主菜单，最上一行第一组数为年-月-日， 中间一组数为时-分- 秒，后面图形为电池电量，其它界面同此；2-2所在位置为该行功能选择，按 ENT 键便可进入该菜单 ，按键可变更选择（其它界面此类操作相同）08-01-03 09-45-23 系统设置 -日期： 08-01-10-时间： 09-45-00-用户名称： ab12起始样品号：13-1 此界面为系统设置功能；3-2 日期设定

20、依次输入年月日，如2008 年 1 月 10 日依次输入数字0-8-0-1-1-0 便可；北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 13 -3-4 用户名称为使用者数据存储文件夹名，用户自己定义，同时按键可切换数字输入和字母输入，使用时用户名必须输入；3-5 起始样品号为当前用户名下的下一个测量样品号，如为1 时，该用户没有已测量的样品，为 30 时，该用户名下已保存了 29 个测量结果，下一个样品为 30 号。3-6 设置完成后按 ESC 键回到主菜单。4-1 此界面为模式选择功能，气路模式分为闭路和开路，测量模式分单叶和群体；闭路和开路的气路连接方式不同（参考气

21、路连接部分） ，单叶测量测量植物的单片叶子，群体测量测量一株或几株植物，需有同化箱配合使用。4-2 进入气路模式后，按键选择“闭路” “开路” ，按 ENT 键确认选择，闭路测量菜单为上界面，开路测量菜单为下面界面；08-01-04 09-45-23 模式选择 -气路模式：闭路-测量模式：单叶-系统容积： 0.12 升-测量面积： 11.00 平方厘米-间隔时间： 2 秒闭路测量菜单08-01-05 09-45-23 模式选择 -气路模式：开路-测量模式：单叶-空气流量： 0.235 升/分-测量面积： 11.00 平方厘米北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统-

22、14 -4-3 进入测量模式后，按键选择“单叶” “群体” ，按ENT 键确认选择；4-4 系统容积为测量系统的空气容积，包括叶室、气管及内部测量系统的容积，在使用本机配置的标准叶室时，系统容积为0.12L，为本机默认值；当群体测量时需改变此值；开路测量菜单4-5 测定面积为作物叶子在叶室夹紧后见光部分的面积，本机的标准叶室的透光口的面积为11 平方厘米,叶子夹满透光口的可默认此值，未夹满的测量实际值输入4-6 间隔时间为系统内部自动采集时的间隔时间，一般 C3 作物设 3 秒， C4 作物设 2 秒，也可根据具体情况自行设定；4-7 界面各参数全部设定后，按ESC 键回到主菜单；5-1 此界

23、面为数据测量功能菜单；5-2 样品号为当前测量样品的序号，CO 2 为叶室二氧化碳浓度值，Tc、TL 分别为叶室和叶片温度值，PH 为空气相对湿度值，PAR 为光合有效辐射值；5-3 按下前面板气泵键，打开气泵，测量及调零均需要先打开气泵；08-01-06 09-45-23 模式选择-气路模式：闭路-测量模式：单叶-系统容积：0.12 升-测量面积： 11.00 平方厘米-间隔时间： 2 秒08-01-07 09-45-23 模式选择-气路模式：闭路-测量模式：单叶-系统容积： 0.12 升- 测量面积： 11.00 平方厘米-间隔时间： 2 秒08-01-08 09-45-23 模式选择-气

24、路模式：闭路-测量模式：单叶-系统容积： 0.12 升-测量面积： 11.00 平方厘米 - 间隔时间： 2 秒北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 15 -5-4 调零操作，调零之前先打开气泵，再将侧面板上六通阀逆时针旋转到底进入调零状态，当 CO2 的值逐渐降到（1-10）之间，调零完毕（若 CO2 的值降到 0 或大于10 时，再用旁边的调零旋钮调整） 。随后将六通阀顺时针旋转到底进入监测状态（测量三个小时以上请再次调零） ；5-5 测量：5-5-1 关闭叶室，手柄轻轻摆动，检测 CO2 值稳定后准备下一步操作。08-01-09 09-45-23 样品号

25、1 测量状态CO2=350ppm Tc=25.2PH= 50.4% TL=25.2PAR=1367 umolm-2S-1退出（ESC） 测量（ENT ）图形转换（同时按） 测量菜单08-01-10 09-45-23 样品号 1 流量 235 CO2=350ppm Tc=25.2PH= 50.4% TL=25.2PAR=1367 umolm-2S-1退出（ESC） 测量（ENT ）图形转换（同时按） 3闭路测量状态测量菜单5-5-2 选择要测量的叶片放到叶室内夹紧，把透光口对准阳光（屏幕上 PAR 值最大） ，CO2 值平稳下降时按 ENT 键进行测量。5-5-3 测量状态，屏幕上部第二行中间的

26、采集时间显示 0 开始自动走秒 1、2、3 一直到采集完毕自动进入下一级菜单。5-6 面积确认操作，此界面为本次测量的叶面积数，如果是原来设定值，直接按 ESC 键进入下一级菜单，如果需重新输入按ENT 键后进入下一级菜单；北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 16 -5-7 面积修改操作，此界面在屏上出输入本次测量叶片面积数，按 ENT 键进入测量结果菜单08-01-11 09-45-23 -测量面积：11.00 平方厘米是否修改叶面积否（ESC） 是（ENT ）面积确认08-01-12 09-45-23 测量面积：平方厘米是否保存修改的叶面积取消（ESC）

27、确认（ENT ）面积修改08-01-13 09-45-23 测量结果08-01-05 09-45-23样品号 1 模式：单叶闭路 Pn:25.5 Tr:12.4Cleaf:0.98 CO2in:323We:23退出（ESC） 保存（ENT ）5-8 测量结果显示，Pn 光合速率（u mol/m2.s） ，Tr 蒸腾速率（mmol/m 2.s） ，Cleaf 气孔导度（mmol/m 2.s） ，CO 2in 胞间 CO2 浓度(ppm), We 水分利用率（%）北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 17 -5-12 如果选择了开路测量方式，先不夹叶片，打开叶室测量

28、大气的各项参数，按 ENT 键采集，而后夹紧叶片，按 ENT 键采集叶室内各参数，进入面积修改菜单，其它操作同闭路测量；08-01-14 09-45-23 是否退出测量状态取消（ESC） 确认（ENT ）5-9 按 ENT 键此次数据存储于机内，菜单进入测量状态，样品号自动加 1，按 ESC 键，数据不存储，菜单进入测量状态，样品号不变；5-10 依次重复可进行多个样品的测量。5-11 在测量状态时可按 ESC 键退出测量操作，屏内弹出提示界面，按 ENT 键返回主菜单；08-01-15 09-45-23 样品号 1 流量 235 CO2=350ppm Tc=25.2PH= 50.4% TL=

29、25.2PAR=1367 umolm-2S-1退出（ESC） 测量（ENT ）图形转换（同时按） 空气气 3开路测量状态开路空气测量菜单08-01-16 09-45-23 样品号 1 流量 235 CO2=350ppm Tc=25.2PH= 50.4% TL=25.2PAR=1367 umolm-2S-1退出（ESC） 测量（ENT ）图形转换（同时按） 叶片开路测量状态开路叶片测量菜单北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 18 -荧光测量原理调制法叶绿素荧光 调制叶绿素荧光全称 脉冲-振幅-调制（Pulse-Amplitude-Modulation,PAM）叶

30、绿素荧光，我们国内一般简称调制叶绿素荧光。调制叶绿素荧光仪的工作原理：植物吸收的光能只有 3 条去路：光合作用、叶绿素荧光和热。根据能量守恒：1光合作用叶绿素荧光热。可以得出：叶绿素荧光1光合作用热。也就是说，叶绿素荧光产量的下降（淬灭）有可能是由光合作用的增加或热耗散的增加引起的。由光合作用的引起的荧光淬灭称之为光化学淬灭（photochemical quenching, qP）；由热耗散引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭（non-photochemical quenching, qN 或 NPQ）。光化学淬灭反映了植物光合活性的高低；非光化学淬灭反映了植物耗散过剩光能为热的能力，也就是光保护

31、能力。 用于激发荧光的测量光具有一定的调制频率，检测器只记录与测量光同频的荧光，因此调制荧光仪允许测量所有生理状态下的荧光，包括背景光很强时。正是由于调制技术的出现，才使得叶绿素荧光由传统的“黑匣子”（避免环境光）测量走向了野外环境光下测量，由生理学走向了生态学。饱和脉冲法叶绿素荧光：饱和脉冲（Saturation Pulse, SP）可被看作是光化光的一个特例。光化光越强，PS II 释放的电子越多，PQ 处累积的电子越多，光合电子传递被阻越多，荧光产量越高。当光化光达到使光合电子传递完全被阻（不能进行光合作用）的强度时，就称之为饱和脉冲。所谓饱和脉冲技术，就是打开一个持续时间很短（一般小于

32、 1 s）的强光关闭所有的电子门（光合作用被暂时抑制），从而使叶绿素荧光达到最大。北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 19 -常用叶绿素荧光参数：经过充分暗适应后，所有电子传递链均处于开放态，打开测量光得到最小荧光Fo，此时给出一个饱和脉冲，所有的电子门就都将该用于光合作用的能量转化为了荧光和热，此时得到的叶绿素荧光为最大荧光 Fm。根据 Fm 和 Fo 可以计算出 PS II 的最大量子产量 Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm，它反映了植物的潜在最大光合能力。 在光照下光合作用进行时，只有部分电子传递链处于开放态。如果给出一个饱和脉冲，本来处于开放态的电子传递

33、链将该用于光合作用的能量转化为了叶绿素荧光和热，此时得到的叶绿素荧光为 Fm。根据 Fm和 F 可以求出在当前的光照状态下 PS II 的实际量子产量 Yield=PSII=F/Fm=(Fm-F)/Fm，它反映了植物目前的实际光合效率。 光照状态下打开饱和脉冲时，电子门被完全关闭，光合作用被暂时抑制，也就是说光化学淬灭被全部抑制，但此时荧光值还是比 Fm 低，也就是说还存在荧光淬灭，这些剩余的荧光淬灭即为非光化学淬灭。淬灭系数的计算公式为：qP=(Fm-Ft)/(Fm-Fo)；qN=(Fm-Fm)/(Fm-Fo)；NPQ=(Fm-Fm)/Fm。 最初定义 qP 和 qN 时，认为只有可变荧光（

34、FmFo）会发生荧光淬灭，最小荧光 Fo 不发生淬灭。但是，后来认为当 qN 超过 0.4 时也会有明显的 Fo 淬灭。要正确计算 qP 和 qN，就必须考虑 Fo 淬灭。此时 qP=(Fm-Ft)/(Fm-Fo)；qN=(Fm-Fm)/(Fm-Fo)；当 F 达到稳态后关闭光化光，同时打开远红光（Far-red Light, FL）（约持续35 s），促进 PS I 迅速吸收累积在电子传递链中的电子，使电子传递链在很短的时间内回到开放态，F 回到最小荧光 Fo 附近，此时得到的荧光为 Fo。由于在野外测量 Fo不方便，因此野外版的调制荧光仪（除 PAM-2100 和 WATER-PAM 外）

35、多数不配置远红光。此时可以直接利用 Fo 代替 Fo来计算 qP 和 qN，尽管得到的参数值有轻微差异，但 qP 和 qN 的变化趋势与利用 Fo计算时是一致的。由于 NPQ 的计算不需 Fo，近年来应用越来越广泛的。 根据 PS II 的实际量子产量 F/Fm和光合有效辐射（Photosynthetically Active Radiation, PAR）还可计算出光合电子传递的相对速率 rETRYield PAR 0.5 0.84。单位是 mol 电子m -2s-1。上式满足如下假设： - Yield 代表全部光合量子产量 - PAR 代表入射到样品的光合有效辐射强度，单位为 molm-2

36、s-1- 传递一个电子需要吸收两个光子，因为光合电子传递需要两个光系统的参与（系数 0.5） - 入射光强有 84被叶片吸收（系数 0.84） 实际上，最后一个假设并不是永远都正确。尽管报道表明许多种植物叶子的吸光系数接近 0.84，但吸光系数还受许多其它因素的影响，如叶片的反射系数、叶绿素浓度和入射光的光谱组成等。在计算 ETR 时应考虑到这些因素的影响。下列是测定和计算的参数：北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 20 -参数 测定 单位 由来PAR 光合有效辐射 molm -2S-1Temp 温度 Fs 恒态荧光 BitsFm 光适应最大荧光 BitsPS

37、II PSII 量子效率 No units （Fm-Fs ）/FmqP 光化学猝灭系数 No units (Fm-Fs)/(Fm-Fo)qNP 非光化学猝灭系数 No units (Fm- Fm)/(Fm-Fo Fm)NPQ 非光化学猝灭系数另一种定义 No units (Fm- Fm)/FmETR 电子传递速率 No units PAR*0.5PSII*0.84注意：有一些计算的参数入猝灭系数的数据不包含在 PSII 测定功能之内。因此可以进行非常有效的 PSII 的测定。同时计算无效的猝灭系数（需要参考暗反应下的测定 Fo 及 Fm） 。PSIIR 功能：对强光的适应可以导致光合机构明显地

38、变化，在能量到达作用中心前导致天线能量的非光化学耗散。不能正确解释这一效应就会导致对光化学和非光化学能量耗散相对贡献大小计算的误差。这一问题可以通过对样品瞬间遮光或者用远红光优先激发 PSI 来解决。使电子冲电子传递链中传递出来，有效地开放 PSII 作用中心，能够测定光适应下的 Fo，通常标记为 Fo， PSIIR 功能启动参数 测定 单位 由来PAR 光合有效辐射 molm -2S-1Temp 温度 Fs 恒态荧光 BitsFm 光适应最大荧光 BitsFv 光适应可变荧光 BitsFv/Fm PSII 天线效率 No unitsPSIIR PSII 量子效率 No units （Fm-F

39、s ）/FmqP 光化学猝灭系数 No units (Fm-Fs)/(Fm-Fo)北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 21 -qNP 非光化学猝灭系数 No units (Fm- Fm)/(Fm-Fo Fm)NPQ 非光化学猝灭系数另一种定义 No units (Fm- Fm)/FmETR 电子传递速率 No units PAR*0.5PSII*0.84荧光探头介绍作用光 传感器 远红光 饱和、调制光 显示屏 上键 下键 确认键 退出键（探头反） （探头正）荧光测量介绍1、 在仪器的右下角插入 TF 小卡，此卡是用来储存荧光测量数据。2、 把荧光的探头插入到仪

40、器右侧面相对应的插口内。3、 打开仪器主机，这个时候探头上的液晶屏启动（下图）主菜单用户设定测量设定北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 22 -4、 主菜单中包含用户设定和测量设定，用上下键移动黑色光标可选择；用户设定：4-1 时间设定：主要用于实时时间的设定，移动黑色光标按 ENT 键进入到时间设定后按上下键设定，设定完成按 ENT 键保存，按 ESC 退出。4-2 光源设置：光源设置包含三种设置模式分别为：调制光束、作用光源、饱和光源； 黑色光标移动到调制光束按 ENT 键进入，设定频率中有 1-5Hz 五种设定由客户自行设定。光强设定中 1-100%用户

41、可以自行设定。设定完成按 ESC 退出。 黑色光标移动到作用光源设定按 ENT 键进入，光强设定中 1-100%用户可以自行设定。设定完成按ESC 退出。 黑色光标移动到饱和光源设定按 ENT 键进入，光强设定中 1-100%用户可以自行设定。设定完成按ESC 退出。时间设置时间：10:04:51日期：14-12-03北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 23 -4-3 测量间隔设定：设定操作同上，Re 为测量次数，最大可以自动测量 10 次。1-10 之间用户可以自行设定。T1 为调制光开启时间T2 为饱和脉冲光开启时间T3 为作用光开启时间T4 为饱和脉冲光

42、开启时间T5 作用光开启时间T6 远红外光开启时间开始测量时调制光先开始启动重复闪烁 T1 时间后，饱和光开启 T2 时间后关闭，作用光开启 T3 时间，作用光关闭饱和光开启 T4 时间后关闭，作用光再开启 T5 时间，作用光关闭后远红外光开启 T6 时间。在开启饱和光和作用光同时，调制光一直闪烁。此时一组数据测量完成。T1T6 的设定必须为采集时间的倍数。比如采集时间设定为 30ms 那么 T1 T6 的设定必须能整除 30ms（即为采集时间的倍数）4-4 采集间隔时间：采集间隔主要指仪器在测量一组数据的过程中每个数据保存的间隔时间。4-5 文件名称设定：当多个用户共同使用一台仪器时，用户可

43、以设定自己的用户名来区别。测量设定：测量设定中包含两种测量模式，当进入到这个页面后黑色北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 24 -的光标移动的诱导测量或调制测量上时按 ENT 键开始测量。测量时液晶屏上显示为测量中，当测量完成后液晶屏显示测量数据，等待 5 秒后自动保存。保存后可以再数据浏览中直接看到上组测量的数据。保存后数据测量完成。可以拿下 TF 卡直接读取数据。4-6 本仪器保存的数据为 EXEL 格式。下面我们来讲解一下如何把 EXEL 中测量的数据来作图分析4-6-1 这是我们得到的调制式荧光测量的数据图测量模式选择诱导测量调制测量数据浏览测量中Fo

44、=0025Fm=0152Fo、=0350Fm、=0056 Fs=0124北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 25 -4-6-2 我们以样品号为 001 的一组为例，先选择第八行的数据点击复制（如下） 然后再新建个空白工作薄，选择 B 列，点击右键找到选择性粘贴（如下）北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 26 -点击选择性粘贴后选择“转置”然后点击确定的到下面的列表北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 27 -然后将样品号 001 中的剩下第 9 和第 10 刚用同样的方式粘贴到此表格中。北京益康

45、农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 28 -当把所有数值导过来以后，然后再此表格的 A 列点一下，就是把要开始编辑 A 列了。A 列的第一行写个 1（就是标记这 B 列第一行的数值为序列 1） ，然后把鼠标移动到 A 列第一行的黑色框的右下角，让其鼠标变为加号，点住鼠标直接拉到 B 列复制过来数的最后一组数的地方，会出现北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 29 -这个时候我们需要点击下 这个图标，选择这个图标中的【以序列方式填充】点击一下就会呈现出下面的表格方式这个时候我们把 A 和 B 列全部选择选择完成后我们需要插入图表，点击插入选择里面的图表北京益康农科技发展有限公司 ECA-PC1401 光合荧光测量系统- 30 -选择 XY 散点图中的无数据点平滑线散点图（就是我下图中的黑色部分）然后点击完成，这个就会得到我们需要的数据曲线图了。