光合作用儀介紹

一、儀(yi) 器定義(yi) 與(yu) 學術定位

托普雲(yun) 農(nong) 便攜式光合作用測定儀(yi) （以TP-PM-1、TP-3051D、TP-PM-5等為(wei) 代表）是由kaiyun开云真人研製的科研級植物氣體(ti) 交換分析係統。該儀(yi) 器基於(yu) 紅外氣體(ti) 分析原理構建，通過測定植物活體(ti) 葉片在受控微環境中對CO₂的吸收量與(yu) H₂O的散失量，結合Farquhar氣體(ti) 交換模型計算淨光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO₂濃度（Ci）及瞬時水分利用率（WUE），屬於(yu) 植物生理生態學領域的原位、非破壞性精密檢測設備。

二、測量原理與(yu) 理論依據

儀(yi) 器采用開放式或差分閉式氣路設計，使環境空氣流經密閉葉室包裹的待測葉片。內(nei) 置非擴散式/差分紅外CO₂與(yu) H₂O分析器分別測定葉室入口（參比室）與(yu) 出口（樣品室）的氣體(ti) 濃度差。根據Fick擴散定律及質量平衡方程，結合已知葉麵積、氣體(ti) 流速及葉室微環境變量（光合有效輻射PAR、葉麵溫度、空氣溫濕度、大氣壓），經算法解算得到各光合氣體(ti) 交換參數。開放式氣路可最大限度模擬葉片原生環境，減小邊界層阻力對測值的係統偏差。

三、係統硬件構成

紅外氣體(ti) 分析單元：內(nei) 置非擴散式或雙通道差分紅外CO₂/H₂O分析器，對參比與(yu) 樣品氣流中的CO₂及水蒸氣濃度進行差分檢測。

可控光源葉室：標配透明視窗葉室，內(nei) 置可調紅藍LED光源以模擬自然光譜並設定光強，支持光響應曲線與(yu) CO₂響應曲線測定；葉室尺寸可根據單子葉、雙子葉或針葉等不同材料定製。

微環境傳(chuan) 感器陣列：同步采集進氣溫度、葉室溫度、葉麵溫度、相對濕度及大氣壓，用於(yu) 修正氣體(ti) 濃度計算中的溫壓效應。

主機與(yu) 控製終端：集成氣路泵、流量控製單元、嵌入式處理器及觸控顯示屏，支持參數設置、實時曲線顯示與(yu) 數據存儲(chu) 。

輔助組件：內(nei) 置可充電鋰電池、可調高度/角度支架（減少葉片機械牽拉）、幹燥管（去除氣流中過量水汽以防冷凝幹擾紅外檢測）、USB/網絡接口及雲(yun) 平台接入模塊。

四、可測參數

光合氣體(ti) 交換參數：淨光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO₂濃度（Ci）、瞬時水分利用率（WUE）。

環境微參數：空氣CO₂濃度、光合有效輻射（PAR）、進氣溫度、葉室溫度、葉麵溫度、進氣相對濕度、葉室相對濕度。

衍生功能：自動擬合光響應曲線（A–Q曲線）與(yu) CO₂響應曲線（A–Ci曲線），用於(yu) 推算光補償(chang) 點、光飽和點、羧化效率及最大電子傳(chuan) 遞速率等光合生理特征值。

五、儀(yi) 器功能特征

1、全新外觀：光合作用儀(yi) 采用10寸安卓彩色觸控屏，自帶wifi功能，操作界麵清晰簡潔，操作簡單。軟件支持在線升級。軟件中文操作界麵，支持中英文語言，切換係統語言即可同步成英文模式。

2、檢測參數：光合作用儀(yi) 可檢測環境溫濕度、葉室溫濕度、CO2氣體(ti) 濃度、光合有效輻射強度、葉麵溫度、葉片淨光合速率、氣孔導度、蒸騰速率、胞間CO2濃度、瞬時水分利用率12項參數。

3、原理升級：主機內(nei) 置非擴散式紅外CO2分析器，能準確測定空氣中的CO2濃度；開機默認進行氣路循環，開放式氣路係統更接近植物真實生長環境。核心紅外CO2模塊增加CO2極值濾波處理，大大縮短了CO2穩定時長，有效提升各項光合參數的穩定性和實驗效率。

4、操作簡便：測量設置均默認給出，用戶可自定義(yi) 修改，支持用戶填寫(xie) 實驗備注（隨數據一同導出）。一鍵測量，各項參數均為(wei) 自動采集，每2min自動采集一組數據，程序運行完成後會(hui) 自動結束並保存數據，也可手動結束測量進程，測量過程中查看已采集數據時不會(hui) 影響測量進程。

5、數據管理：光合作用儀(yi) 支持根據時間範圍快速查詢數據，可進行查看、上傳(chuan) 、導出、刪除操作。支持曲線圖和表格2種展示形式，按曲線圖展示時可雙擊放大單圖查看，便於(yu) 直觀展示數據變化趨勢。

6、數據存儲(chu) /導出：本地存儲(chu) 8G大內(nei) 存，配置USB接口，支持excel格式文件導出本地/U盤，導出的文件可直接使用無需轉換。數據自動保存：若儀(yi) 器意外關(guan) 閉，已測量的數據會(hui) 自動保存不丟(diu) 失。

7、配備“數智農(nong) 業(ye) 雲(yun) "平台：儀(yi) 器聯網狀態下，可手動將測量數據上傳(chuan) 到物聯網4.0雲(yun) 平台，用戶登錄賬號即可查看，可在雲(yun) 端對實驗數據進行管理和分析，支持對比分析各項光合指標，支持圖表2種展示形式。

8、設備單機即可使用，含有使用教程視頻，手機掃描二維碼即可查看儀(yi) 器安裝方式和操作流程等。

9、電池容量大，滿電狀態下野外支持連續使用8小時以上。

10、配置支架，適用於(yu) 野外一定時間監測，主機支架高度可調，葉室三腳架高度角度均可調，適用不同生長角度的葉片，避免對葉片拉扯造成破壞，無需實驗人員背著儀(yi) 器，減少人力消耗，擴大使用場景。

六、主要應用領域

作物生理與(yu) 遺傳(chuan) 育種：不同基因型或栽培措施下光合性能比較，篩選高光效、高水分利用率品種。

植物逆境生理研究：幹旱、鹽漬、高溫、低溫、重金屬等脅迫條件下光合參數動態變化與(yu) 限製因子（氣孔限製vs非氣孔限製）判別。

森林/草地生態學與(yu) 碳循環：構建生態係統碳通量模型，評估植被碳匯能力與(yu) 全球變化背景下的生理生態響應。

園藝與(yu) 果樹栽培管理：指導光環境調控、CO₂施肥及水肥管理時機。

高校教學與(yu) 科研訓練：植物生理學實驗教學中演示氣體(ti) 交換原理與(yu) 光合參數測定方法。

七、學術使用注意事項

測定前須進行儀(yi) 器調零與(yu) 基線校準，排除氣路泄漏；記錄時應注明葉位（如旗葉、功能葉）、葉齡、生育期及當時的環境背景值；在利用Ci值判斷光合限製步驟時，需結合Pn–Ci響應曲線與(yu) Rubisco活化狀態綜合分析，避免單一指標誤判。長期野外使用需注意幹燥劑飽和度及紅外分析器窗口清潔，以維持檢測靈敏度。

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