在現(xiàn)代精準(zhǔn)農業(yè)與植物(wù)生(shēng)理(lǐ)學(xué)研(yán)究中，快(kuài)速且無損(sǔn)地(dì)獲(huò)取植物的營養(yǎng)狀態是一項(xiàng)核心(xīn)需求(qiú)。SPAD葉綠素(sù)儀作為(wéi)一種(zhǒng)便(biàn)攜(xié)式(shì)精密光(guāng)學儀器(qì)，很好地解決(jué)了(liǎo)這(zhè)一難(nán)題。它(tā)能夠(gòu)在不破壞(huài)植(zhí)物(wù)組織的前(qián)提(tí)下(xià)，在短短兩(liǎng)秒內獲取葉片中葉綠素(sù)的(dí)相(xiāng)對(duì)含量(liáng)，並(bìng)以SPAD值(zhí)的(dí)形式直(zhí)觀呈現。這(zhè)不(bù)僅(jǐn)為(wéi)科(kē)研(yán)人(rén)員提(tí)供(gōng)了極大的(dí)便(biàn)利，也成(chéng)為田間作(zuò)物氮肥管理(lǐ)的(dí)重要(yào)決策(cè)工具。要熟練(liàn)運(yùn)用(yòng)這(zhè)一設備(bèi)，必(bì)須深入了解其背(bèi)後的光學測(cè)量機製(zhì)以及規範的維護保(bǎo)養方法(fǎ)。
一，核心工(gōng)作原理(lǐ)：基(jī)於雙波長光吸收(shōu)差(chà)異(yì)的無損(sǔn)檢(jiǎn)測(cè)
SPAD葉綠素儀的核心工作原理(lǐ)建立(lì)在葉綠素分子(zǐ)對特定(dìng)波(bō)長光(guāng)綫的選擇性(xìng)吸收特性之上。我(wǒ)們知道(dào)，植(zhí)物(wù)的葉片(piàn)之所以呈現(xiàn)綠色，是因為葉綠素對(duì)可見(jiàn)光(guāng)中的紅(hóng)光和(hé)藍(lán)光有(yǒu)很強的吸收(shōu)能力，而(ér)對(duì)綠光(guāng)吸收(shōu)較少(shǎo)。該儀器(qì)巧妙地利用(yòng)了這一(yī)特(tè)性，在(zài)其(qí)內部集成了兩個(gè)高亮(liàng)度的(dí)發光(guāng)二極管(guǎn)光(guāng)源，分(fēn)別發(fā)射波長為650納(nà)米(mǐ)左右(yòu)的(dí)紅(hóng)光和940納米左右的(dí)近紅外光。
在這兩個波段(duàn)中，葉(yè)綠素對(duì)紅(hóng)光(guāng)的吸收率(shuài)很高(gāo)，且該(gāi)波段的吸(xī)收不(bù)受葉片(piàn)中(zhōng)類胡蘿(luó)卜素等其(qí)他色素的幹(gān)擾(rǎo)；而(ér)對(duì)近紅外光，葉綠素(sù)幾(jī)乎(hū)不(bù)吸(xī)收(shōu)，光可以無(wú)衰減地(dì)穿(chuān)透(tòu)葉(yè)片組織(zhī)。當儀器(qì)工作(zuò)時，這(zhè)兩種(zhǒng)光依(yī)次穿透葉(yè)片到達接(jiē)收(shōu)器(qì)。接收器將光(guāng)信(xìn)號轉(zhuǎn)化為電信號，微處理(lǐ)器隨後計算出(chū)紅光和近紅(hóng)外光透過(guò)葉(yè)片後的(dí)強度比率。由於紅光(guāng)被(bèi)葉綠素吸(xī)收(shōu)的多(duō)少(shǎo)與葉片(piàn)中葉(yè)綠素的(dí)濃度直接相關，通過這個比(bǐ)率(shuài)，儀器就能精準(zhǔn)地(dì)推算(suàn)出葉(yè)片(piàn)的葉(yè)綠素(sù)相(xiāng)對含量(liáng)，即(jí)SPAD值(zhí)。整個過程實現了(liǎo)真正(zhèng)的非破(pò)壞性(xìng)測量(liáng)。
二，規範的(dí)操作流程(chéng)與(yǔ)測量(liáng)要點
為(wéi)了(liǎo)確(què)保獲取的(dí)SPAD值準(zhǔn)確可(kě)靠，嚴格(gé)遵(zūn)循操作規(guī)程至關重(zhòng)要(yào)。首先(xiān)是(shì)開機校準(zhǔn)，這是(shì)消(xiāo)除環境光和儀器誤差的關鍵步驟(zhòu)。操作人員需(xū)在(zài)探頭打開(kāi)且不(bù)夾(jiā)入任何(hé)樣品(pǐn)的情(qíng)況(kuàng)下按下探(tàn)測頭(tóu)，直到(dào)聽(tīng)到蜂鳴提(tí)示(shì)音(yīn)，此時(shí)屏幕顯(xiǎn)示(shì)基準值，表示校(xiào)準完成(chéng)。接下(xià)來是葉(yè)片測(cè)量(liáng)，應選取植物(wù)健康，無(wú)病害且(qiě)避開粗(cū)大葉脈(mài)的部位。將葉片平(píng)放於(yú)測量窗口，輕輕合(hé)上(shàng)探(tàn)頭(tóu)確保無漏(lòu)氣間(jiān)隙(xì)，再次按下(xià)測(cè)量鍵，兩(liǎng)秒(miǎo)後即(jí)可讀(dú)取數據(jù)。由於(yú)單點(diǎn)測量(liáng)可(kě)能存(cún)在(zài)偶(ǒu)然(rán)誤(wù)差(chà)，建(jiàn)議(yì)在葉(yè)片(piàn)的(dí)不同位(wèi)置(zhì)重復(fù)測(cè)量3至5次並取平均(jūn)值，以獲(huò)得(dé)較(jiào)能代(dài)表(biǎo)該葉片真(zhēn)實生(shēng)理狀態(tài)的SPAD值。
三，科學的(dí)維(wéi)護與(yǔ)保養策(cè)略
作為一種(zhǒng)精密的光學儀(yí)器，SPAD葉綠(lǜ)素儀的日常(cháng)工作(zuò)環境往(wǎng)往較為(wéi)嚴(yán)苛(kē)，因此科學(xué)的(dí)維護(hù)很重要(yào)。由(yóu)於測量精(jīng)度(dù)高(gāo)度(dù)依(yī)賴光信(xìn)號，保持光學窗口的清潔是第一要務(wù)。每次使用前(qián)和應(yīng)用(yòng)後(hòu)，都應(yīng)用柔軟的無塵布輕(qīng)輕擦拭發射窗和(hé)接收窗，防止灰(huī)塵，水滴或植物(wù)汁液(yè)影(yǐng)響透光率。其次(cì)是(shì)電池(chí)管理，避免(miǎn)在異常(cháng)溫度或高(gāo)濕度的環境中長時間存(cún)放(fàng)，若(ruò)長期(qī)不(bù)使(shǐ)用，應在充滿(mǎn)電後(hòu)取出電(diàn)池(chí)，並(bìng)每月(yuè)開(kāi)機(jī)一(yī)次(cì)以激活電(diàn)池(chí)活(huó)性。通過正確的(dí)使用和精(jīng)心的維護(hù)，SPAD葉綠素(sù)儀便(biàn)能(néng)成(chéng)為農業從業(yè)者和科(kē)研人員探(tàn)索(suǒ)植(zhí)物生命奧秘(mì)的得(dé)力(lì)助手。
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