光合作用测定仪是植物生理学、农业科研和生态监测中的精密仪器,主要用于实时测量叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)等关键生理参数。其核心原理通常基于红外气体分析(IRGA)技术,通过检测进出叶室的CO₂和H₂O浓度变化来计算光合效率。尽管现代仪器日趋智能化,但规范的操作流程仍是获取准确、可重复数据的前提。
一、使用前的准备
操作前需完成三项基础准备:
环境检查:确保实验室或野外光照、温度、湿度相对稳定,避免强风或直射阳光干扰叶室密封。
仪器预热与校准:开机后预热15–30分钟,使传感器达到热平衡;随后进行零点与跨度校准(通常使用标准CO₂钢瓶或干燥空气)。
耗材与配件确认:检查干燥剂是否失效(变色硅胶由蓝转粉即需更换),确保气路无堵塞,叶室密封圈完好无损。
二、样品选择与安装
被测叶片应具有代表性——健康、无病虫害、充分展开且处于功能期。避免选取老叶、幼叶或受胁迫叶片。夹持叶片时,需注意:
叶片覆盖叶室窗口,不留缝隙,防止气体泄漏;
夹持力度适中,过紧会损伤组织、影响气孔开闭,过松则漏气;
对于狭长或小型叶片(如水稻、苔藓),应选用匹配的小型或定制叶室。
三、参数设置与测量
现代光合仪通常支持手动或自动模式。关键设置包括:
光强(PAR):可设为自然光或人工光源(,用于绘制光响应曲线;
CO₂浓度:常设定为大气水平或梯度变化以研究CO₂响应;
流量控制:一般设为300–500 mL/min,确保气体交换充分又不造成叶片脱水。
启动测量后,需等待读数稳定(通常30–90秒),待Pn、Tr等参数波动小于5%再记录数据。单次测量时间不宜过长,以免改变叶片微环境。
四、数据记录与维护
每次测量应同步记录环境参数(如大气温湿度、光照强度、叶温)及植物信息(品种、叶位、处理条件),便于后续分析。测量结束后:
关闭光源与气泵,释放叶室压力;
清洁叶室窗口和密封圈,防止叶汁残留腐蚀;
更换干燥管中的干燥剂,长期不用时放入防潮箱保存。
五、常见操作误区
未校准直接测量:导致系统误差,尤其在不同海拔或季节使用时;
忽略叶室泄漏:轻微漏气会使CO₂浓度失真,表现为负光合值或异常高蒸腾;
频繁切换样品未平衡:每次换叶后需重新稳定气流与温湿度;
在正午强光高温下测量:此时植物可能处于光抑制状态,数据不代表常态生理水平。
六、结语
光合作用测定仪虽操作便捷,但“快”不等于“准”。只有严格遵循标准化流程,注重细节控制,才能获得具有科学价值的生理数据。对于科研人员而言,理解仪器原理、掌握操作规范、识别异常信号,是高质量植物生理研究的基础保障。随着便携式与多通道光合仪的普及,规范操作更显重要——因为再先进的设备,也离不开人的专业驾驭。