光合作用測定儀是植物生理學(xué)、農(nóng)業(yè)科研和生態(tài)監(jiān)測中的精密儀器,主要用于實時測量葉片的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO?濃度(Ci)等關(guān)鍵生理參數(shù)。其核心原理通常基于紅外氣體分析(IRGA)技術(shù),通過檢測進(jìn)出葉室的CO?和H?O濃度變化來計算光合效率。盡管現(xiàn)代儀器日趨智能化,但規(guī)范的操作流程仍是獲取準(zhǔn)確、可重復(fù)數(shù)據(jù)的前提。
一、使用前的準(zhǔn)備
操作前需完成三項基礎(chǔ)準(zhǔn)備:
環(huán)境檢查:確保實驗室或野外光照、溫度、濕度相對穩(wěn)定,避免強(qiáng)風(fēng)或直射陽光干擾葉室密封。
儀器預(yù)熱與校準(zhǔn):開機(jī)后預(yù)熱15–30分鐘,使傳感器達(dá)到熱平衡;隨后進(jìn)行零點與跨度校準(zhǔn)(通常使用標(biāo)準(zhǔn)CO?鋼瓶或干燥空氣)。
耗材與配件確認(rèn):檢查干燥劑是否失效(變色硅膠由藍(lán)轉(zhuǎn)粉即需更換),確保氣路無堵塞,葉室密封圈完好無損。
二、樣品選擇與安裝
被測葉片應(yīng)具有代表性——健康、無病蟲害、充分展開且處于功能期。避免選取老葉、幼葉或受脅迫葉片。夾持葉片時,需注意:
葉片覆蓋葉室窗口,不留縫隙,防止氣體泄漏;
夾持力度適中,過緊會損傷組織、影響氣孔開閉,過松則漏氣;
對于狹長或小型葉片(如水稻、苔蘚),應(yīng)選用匹配的小型或定制葉室。
三、參數(shù)設(shè)置與測量
現(xiàn)代光合儀通常支持手動或自動模式。關(guān)鍵設(shè)置包括:
光強(qiáng)(PAR):可設(shè)為自然光或人工光源(,用于繪制光響應(yīng)曲線;
CO?濃度:常設(shè)定為大氣水平或梯度變化以研究CO?響應(yīng);
流量控制:一般設(shè)為300–500 mL/min,確保氣體交換充分又不造成葉片脫水。
啟動測量后,需等待讀數(shù)穩(wěn)定(通常30–90秒),待Pn、Tr等參數(shù)波動小于5%再記錄數(shù)據(jù)。單次測量時間不宜過長,以免改變?nèi)~片微環(huán)境。
四、數(shù)據(jù)記錄與維護(hù)
每次測量應(yīng)同步記錄環(huán)境參數(shù)(如大氣溫濕度、光照強(qiáng)度、葉溫)及植物信息(品種、葉位、處理條件),便于后續(xù)分析。測量結(jié)束后:
關(guān)閉光源與氣泵,釋放葉室壓力;
清潔葉室窗口和密封圈,防止葉汁殘留腐蝕;
更換干燥管中的干燥劑,長期不用時放入防潮箱保存。
五、常見操作誤區(qū)
未校準(zhǔn)直接測量:導(dǎo)致系統(tǒng)誤差,尤其在不同海拔或季節(jié)使用時;
忽略葉室泄漏:輕微漏氣會使CO?濃度失真,表現(xiàn)為負(fù)光合值或異常高蒸騰;
頻繁切換樣品未平衡:每次換葉后需重新穩(wěn)定氣流與溫濕度;
在正午強(qiáng)光高溫下測量:此時植物可能處于光抑制狀態(tài),數(shù)據(jù)不代表常態(tài)生理水平。
六、結(jié)語
光合作用測定儀雖操作便捷,但“快”不等于“準(zhǔn)”。只有嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)化流程,注重細(xì)節(jié)控制,才能獲得具有科學(xué)價值的生理數(shù)據(jù)。對于科研人員而言,理解儀器原理、掌握操作規(guī)范、識別異常信號,是高質(zhì)量植物生理研究的基礎(chǔ)保障。隨著便攜式與多通道光合儀的普及,規(guī)范操作更顯重要——因為再先進(jìn)的設(shè)備,也離不開人的專業(yè)駕馭。