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FP-leaf葉夾式植物光譜與葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量包用于測(cè)量葉片水平的植物葉綠素?zé)晒?、葉片反射光譜及光譜指數(shù)等,，包括手持式葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量?jī)x和植物反射光譜測(cè)量?jī)x,。適于野外大量樣品的快速檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于植物脅迫響應(yīng)、除草劑檢測(cè),，生態(tài)毒理生物檢測(cè),、植物反射光譜測(cè)量、色素組成變化,、氮素含量變化,、產(chǎn)量估測(cè)、生態(tài)學(xué),、分子生物學(xué)等,。

 

 

測(cè)得的數(shù)據(jù)以圖形或數(shù)據(jù)表的形式實(shí)時(shí)顯示在儀器的顯示屏上。這些數(shù)據(jù)都可以?xún)?chǔ)存在儀器的內(nèi)存里并傳輸?shù)诫娔X里,。測(cè)量?jī)x由可充電鋰電池供電,，不需要使用電腦即可獨(dú)立進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量?jī)x配備全彩色觸屏顯示器,、內(nèi)置光源,、內(nèi)置GPS和用于固定樣品的無(wú)損葉夾,。

 

應(yīng)用領(lǐng)域

適用于光合作用研究和教學(xué)，植物及分子生物學(xué)研究,，農(nóng)業(yè),、林業(yè)，生物技術(shù)領(lǐng)域等,。研究?jī)?nèi)容涉及光合活性,、脅迫響應(yīng)、農(nóng)藥藥效測(cè)試,、突變篩選,、色素含量評(píng)估等。

 

• 植物光合特性研究
• 光合突變體篩選與表型研究
• 生物和非生物脅迫的檢測(cè)
• 植物抗脅迫能力或者易感性研究
• 農(nóng)業(yè)和林業(yè)育種,、病害檢測(cè),、長(zhǎng)勢(shì)與產(chǎn)量評(píng)估
• 除草劑檢測(cè)
• 色素組成變化
• 氮素含量變化
• 產(chǎn)量估測(cè)
• 教學(xué)

 

 

功能特點(diǎn)

• 結(jié)構(gòu)緊湊、便攜性強(qiáng),，光源,、檢測(cè)器、控制單元集成于僅手機(jī)大小的儀器內(nèi)
• 功能強(qiáng)大,，具備了大型葉綠素?zé)晒鈨x和反射光譜儀的所有功能,，可以測(cè)量所有葉綠素?zé)晒鈪?shù)和自動(dòng)計(jì)算常用的植物反射光譜指數(shù)，同時(shí)提供熒光動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)圖和高精度反射光譜圖
• 葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)內(nèi)置了所有通用實(shí)驗(yàn)程序,，包括3套熒光淬滅分析程序,、3套光響應(yīng)曲線(xiàn)程序、OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)等
• 葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)具備高時(shí)間分辨率,，可達(dá)10萬(wàn)次每秒,，自動(dòng)繪出OJIP曲線(xiàn)并給出26個(gè)OJIP–test參數(shù)
• 專(zhuān)業(yè)軟件功能強(qiáng)大：葉綠素?zé)晒夥治鲕浖上螺d、展示葉綠素?zé)晒鈪?shù)圖表,，也可以通過(guò)軟件直接控制儀器進(jìn)行測(cè)量,；植物光譜分析軟件可以自動(dòng)計(jì)算內(nèi)置植被指數(shù)、計(jì)算用戶(hù)自定義植被指數(shù),、實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)圖和數(shù)據(jù)表
• 葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)具備無(wú)人值守自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能
• 具備GPS模塊,，輸出帶時(shí)間戳和地理位置的葉綠素?zé)晒鈪?shù)圖表和反射光譜數(shù)據(jù)

 

 

 

技術(shù)參數(shù)

1. 測(cè)量參數(shù)及程序

1.1 葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量包括F0、Ft,、Fm,、Fm’、QY,、QY_Ln,、QY_Dn、NPQ,、Qp,、Rfd、PAR（限PAR型號(hào)）,、Area,、Mo、Sm,、PI,、ABS/RC等50多個(gè)葉綠素?zé)晒鈪?shù)

1.2 葉綠素?zé)晒釵JIP–test包括F0、Fj,、Fi,、Fm、Fv,、Vj,、Vi、Fm/F0,、Fv/F0,、Fv/Fm、Mo,、Area,、Fix Area、Sm,、Ss,、N、Phi_Po,、Psi_o,、Phi_Eo、Phi–Do,、Phi_Pav,、PI_Abs、ABS/RC,、TRo/RC,、ETo/RC、DIo/RC等

1.3 葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量程序：Ft,、QY,、OJIP、NPQ1,、NPQ2,、NPQ3、LC1、LC2,、LC3,、PAR（限PAR型號(hào)）、Multi無(wú)人值守自動(dòng)監(jiān)測(cè)

1.4 植被反射指數(shù)：NDVI,、SR,、綠度指數(shù)、MCARI,、TCARI,、TVI、ZMI,、SRPI,、NPQI、PRI,、NPCI,、Carter指數(shù)、SIPI,、GM1,、SR、MCARI1,、OSAVI,、MCARI、Ctr2,、GM2（視具體型號(hào)而定）

 

2. 手持式葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量單元：

2.1 葉夾類(lèi)型：固定葉夾式,、分離葉夾式、探頭式等

2.2 PAR傳感器：80o入射角余弦校正,，讀數(shù)單位μmol(photons)/m2.s,，可顯示讀數(shù)，檢測(cè)范圍400-700 nm

2.3 測(cè)量光：每測(cè)量脈沖最高0.09μmol(photons)/m2.s,，10-100%可調(diào)

2.4 光化學(xué)光：10-1000μmol(photons)/m2.s可調(diào)

2.5 飽和光：最高3000μmol(photons)/m2.s,，11-100%可調(diào)

2.6 光源：標(biāo)準(zhǔn)配置藍(lán)光455nm，可根據(jù)需求配備不同波長(zhǎng)的LED光源

2.7 尺寸大?。撼銛y,，手機(jī)大小，134×65×33mm（不包括探頭）,，重量?jī)H188g

2.8 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：容量16Mb,，可存儲(chǔ)149000數(shù)據(jù)點(diǎn)

2.9 顯示與操作：圖形化顯示，雙鍵操作,，待機(jī)5分鐘自動(dòng)關(guān)閉

2.10 供電：2000mA可充電鋰電池,，USB充電,，可連續(xù)工作48小時(shí)，低電報(bào)警

2.11 工作條件：0–55℃,，0–95%相對(duì)濕度（無(wú)凝結(jié)水）

2.12 存貯條件：-10–60℃,，0–95％相對(duì)濕度（無(wú)凝結(jié)水）

2.13 通訊方式：藍(lán)牙 + USB雙通訊模式，藍(lán)牙在20m距離最大傳輸速度3Mbps

2.14 GPS模塊：內(nèi)置,，最高精度1.5m

2.15 軟件：FluorPen1.1專(zhuān)用軟件,，用于數(shù)據(jù)下載、分析和圖表顯示,，輸出Excel數(shù)據(jù)文件及熒光動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)圖

 

3. 手持式植物反射光譜單元

3.1 光譜檢測(cè)范圍：

 PolyPen RP 410 UVIS光譜響應(yīng)范圍為380-790nm

 PolyPen RP 410 NIR光譜響應(yīng)范圍為640-1050nm

3.2 光源：氙氣白熾燈380-1050nm

3.3 光譜響應(yīng)半寬度：8nm

3.4 光譜雜散光：-30dB

3.5 光學(xué)孔徑：7mm

3.6 掃描速度：約100ms

3.7 觸控屏：240×320像素，65535色

3.8 內(nèi)存：16MB（可存儲(chǔ)4000組以上測(cè)量數(shù)據(jù)）

3.9 系統(tǒng)數(shù)據(jù)：16位數(shù)模轉(zhuǎn)換

3.10 動(dòng)態(tài)范圍：高增益 1:4300,；低增益 1:13000

3.11 內(nèi)置GPS模塊：最大精度＜1.5m

3.12 通訊方式：USB

3.13 軟件功能：自動(dòng)計(jì)算內(nèi)置植被指數(shù),、計(jì)算用戶(hù)自定義植被指數(shù)、實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)圖和數(shù)據(jù)表,、數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel,、GPS地圖、固件升級(jí),，Windows XP及以上系統(tǒng)適用

3.14 光譜反射標(biāo)準(zhǔn)配件（選配）：提供最高的漫反射值（99%）,。光譜平面涵蓋UV-VIS-NIR光譜，保證+/-1%的光學(xué)平面,。用于光源和檢測(cè)器的校準(zhǔn),。

3.15 尺寸：15×7.5×4cm

3.16 重量：300g

3.17 外殼：防水濺外殼

3.18 電池：2600mAh可充電鋰電池，通過(guò)USB接口連接電腦充電

3.19 續(xù)航時(shí)間：可連續(xù)測(cè)量48小時(shí)

3.20 工作條件：溫度0~55℃,，相對(duì)濕度0-95%（無(wú)冷凝水）

3.21 存放條件：溫度-10~60℃,，相對(duì)濕度0-95%（無(wú)冷凝水）

 

應(yīng)用案例 1：

 

 

歐盟委員會(huì)聯(lián)合研究中心通過(guò)無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)研究葉緣焦枯病菌在橄欖樹(shù)中的感染。同時(shí)通過(guò)FluorPen葉綠素?zé)晒鈨x和RP400光譜儀直接檢測(cè)葉片的葉綠素?zé)晒夂头瓷涔庾V植被指數(shù),，用于對(duì)照修正無(wú)人機(jī)遙測(cè)數(shù)據(jù),。研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Plants》（Zarco-Tejada，2018）,。

 

應(yīng)用案例 2：

水稻灌漿期的夜間高溫會(huì)顯著影響水稻的產(chǎn)量,。捷克科學(xué)院全球變化研究中心與國(guó)際水稻研究所合作研究夜間高溫對(duì)成熟水稻穗光學(xué)特性的變化追蹤。研究者使用FluorPen手持式葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)量了光合系統(tǒng)有效光化學(xué)效率ΦII（也稱(chēng)為有效量子產(chǎn)額QY或ΦPSII）和穩(wěn)態(tài)熒光Fs,。同時(shí)使用PolyPen手持式植物反射光譜測(cè)量?jī)x的前期型號(hào)WinePen測(cè)量了反射光譜曲線(xiàn),，并計(jì)算了PRI、mSR705,、mND705,、R470/R570、R520/R675等9項(xiàng)植被指數(shù),。這些植被指數(shù)與水稻葉片/穗的光合能力,、穩(wěn)態(tài)熒光、葉綠素濃度等緊密相關(guān)（Gil-Ortiz R et al. 2020）。

 

圖1. 不同品種水稻的有效量子產(chǎn)額QY時(shí)間趨勢(shì)

 

圖2. 反射植被指數(shù)與葉綠素?zé)晒鈪?shù)的線(xiàn)性回歸系數(shù)

 

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