Shutter 叶绿素荧光成像系统野外监测

叶绿素荧光成像系统原理

    叶绿素分子吸收光能（激发能）后，由基态跃迁到激发态，激发态是不稳定的状态，就会再回到基态，电子由基态回到基态的过程中，大部分能量转向反应中心推动光化学反应及后来的电子传递光合磷酸化，固定。还原CO2最终将能量贮存在有机物中，一小部分能量以热的形式耗散，再有一部分能量以荧光的形式发出。这三者之间是此消彼长相互竞争的关系。因此我们可以用叶绿素荧光来研究光合作用的变化。

叶绿素荧光成像系统野外监测是什么

    Aquation公司的高防水自动开合型叶绿素荧光仪可测量PSII光合作用中的有效(ΦII)和量子产量 (Fv/Fm)，其独有的开合机制可交替将样品置于全光照或黑暗环境下，可自动打开或关闭荧光叶室进行全自动测量，并配备全防水数据采集系统，无需用户干涉，在任意时间均可进行全淬灭分析。灵活的软件设置可于白天或夜晚任意时间实现产量测量，暗适应、光曲线以及用户界定光化光处理。可应用于在温室、田间、森林、高山、戈壁、湿地、湖泊、海洋中对陆生植物、水生 植物、大藻、珊瑚等进行连续监测，是植物光合作用连续监测的新突破。
    PSII光化学的量子产量常用于测量光合性能和胁迫的参数。与环境光强以及两个常数，电子转运速率一起进行计算，来代表一天内任何时间进入到光合系统的电子流动情况。自动开合型叶绿素荧光仪可实现以上功能以实现陆地以及水下24/7全天候扩展测量。开合型传感器是全浸入荧光系统的一部分用于海洋和淡水环境。当开合型传感器与浸入式数据采集器相组合后，“多通道开合型荧光仪”将可持续工作数天，无需操作人员干涉可定期进行植物光合性能的重复测量。

叶绿素荧光成像系统特点

    全自动开合叶室，程序控制叶室闭合进行暗适应测量 
    测量ΦII, FV/FM, PAR和温度 
    快门实现叶绿素荧光诱导曲线、NPQ弛豫和RLC（快速光曲线），无人值守自动监测 
    自动增益和自动归零功能：自动在野外进行正确设置
    数据采集器可同时操作多个传感器  
    潜水坚固不锈钢或工程塑料设计 
    扩展大型外壳与电池包 
    利用易用软件选择所供程序或设定程序 
    根据程序，可自动运行达72h 
    开合型传感器可通过电脑控制，用于预田间实验 
    增加数采可以扩展到多个传感器（同时测量可达15个）

环境胁迫对植物的影响

    1、对植物的代谢影响
     多种不同的环境胁迫作用于植物体内时均能造成水分胁迫，造成植物脱水，对膜系统的功能和结构产生影响。如间接的水分胁迫盐渍、高温、辐射、低温等。
    2、对光合作用的影响
     使光合酶活性下降、气孔关闭、造成二氧化碳供应不足而使植物的光合作用下降
    3、呼吸作用的影响
     会导致植物的呼吸速率不稳
光系统II反应中心光化学效率的表征
    光化学效率（FV’/Fm’）的变化，反映PSII反应中心活性的变化，植物正常情况下的 FV’/Fm’一般维持在0.80左右。 FV’/Fm’降低，说明PSII反应中心受到损伤（光抑制）原因：
    1、PSII 天线色素尺寸增大，导致光合效率降低；
    2、PSII反应中心D1蛋白更新速率降低； 蛋白更新速率降低； 
    3、通过叶黄素循环形成玉米黄质的速率降低；
    4、PSII水分解中心钝化失活

叶绿素荧光成像系统技术指标

    测量单位：相对荧光单位；范围：0-4000

    自适应测量范围自动归零功能

    相对叶绿素含量指标（获得与FO的功能）

    测量指标：FO,FM,FO’,FM’,FV,FS,NPQ等其他计算得到的技术参数，同时可测量快速光响应曲线和恢复过程曲线等。

    温度单位是摄氏度

    光源：470nmLED（激发光源），白光（饱和与光化光），735nm（远红光）

    传感器外罩：乙缩醛，306不锈钢等；连接盒子：强化铝

    传感器入水深度：3米/10英尺

    重量：传感器加电缆250g

    尺寸：连接盒5″x2.5″x1.2″；传感器：直径1.8″，长2.4″

    供电：110-240V 50-60Hz, 12-24VDC

    重量轻，和所有传感器兼容，手持式设计

    内存：2GB

    所有数据具有时间标签

    数据可以加注释

    可以设置程序完成自动测量（例如：整个晚上）

    电池供电（太阳能供电可选）

叶绿素荧光成像系统野外监测

    藻类细胞内的叶绿素分子通过直接吸收光量子和间接通过捕光色素吸收光量子得到能量后,从基态跃迁到激发态,并产生荧光。
    1、叶绿素a是绿色的光合作用色素,是衡量藻类生物量的主要标志,是一种其浓度能被荧光仪定的荧光分子。光线的变化、温度、度、可溶物质和藻类健康状况均对荧光有显著影响,从而影响叶绿素a浓度的确定。
    2、光线的影响，光线的变化对藻细胞中的荧光有显著的影响。在光线较低的时候,藻细胞会将叶绿体退到细胞的外围以获得更多的光线,或者产生更多的叶绿体。这2种反应会导致不实的荧光数据,而不能代表实际的藻类生物量。而当光线太强时,藻类的生长会受到抑制而导致荧光低估了藻类的生物量。
    3、温度的影响，所有的荧光都不同程度的受温度影响,温度与荧光成反比。
    4、水质的影响，可溶解物质，叶绿素的降解产物、辅助色素和浊度均会影响荧光。
    5、藻细胞的生理状态的影响，被藻细胞中包含的叶绿素吸收的光能有3种去向；被用于光合作用；产生热；以荧光形式重新发射。由于“健康”的藻细胞所吸收的光能可以充分地用于光合 作用,因而发射的荧光就比“垂死”的藻细胞少。