光合作用仪介绍

一、仪器定义与学术定位

托普云农便携式光合作用测定仪（以TP-PM-1、TP-3051D、TP-PM-5等为代表）是由浙江托普云农科技股份有限公司研制的科研级植物气体交换分析系统。该仪器基于红外气体分析原理构建，通过测定植物活体叶片在受控微环境中对CO₂的吸收量与H₂O的散失量，结合Farquhar气体交换模型计算净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO₂浓度（Ci）及瞬时水分利用率（WUE），属于植物生理生态学领域的原位、非破坏性精密检测设备。

二、测量原理与理论依据

仪器采用开放式或差分闭式气路设计，使环境空气流经密闭叶室包裹的待测叶片。内置非扩散式/差分红外CO₂与H₂O分析器分别测定叶室入口（参比室）与出口（样品室）的气体浓度差。根据Fick扩散定律及质量平衡方程，结合已知叶面积、气体流速及叶室微环境变量（光合有效辐射PAR、叶面温度、空气温湿度、大气压），经算法解算得到各光合气体交换参数。开放式气路可最大限度模拟叶片原生环境，减小边界层阻力对测值的系统偏差。

三、系统硬件构成

红外气体分析单元：内置非扩散式或双通道差分红外CO₂/H₂O分析器，对参比与样品气流中的CO₂及水蒸气浓度进行差分检测。

可控光源叶室：标配透明视窗叶室，内置可调红蓝LED光源以模拟自然光谱并设定光强，支持光响应曲线与CO₂响应曲线测定；叶室尺寸可根据单子叶、双子叶或针叶等不同材料定制。

微环境传感器阵列：同步采集进气温度、叶室温度、叶面温度、相对湿度及大气压，用于修正气体浓度计算中的温压效应。

主机与控制终端：集成气路泵、流量控制单元、嵌入式处理器及触控显示屏，支持参数设置、实时曲线显示与数据存储。

辅助组件：内置可充电锂电池、可调高度/角度支架（减少叶片机械牵拉）、干燥管（去除气流中过量水汽以防冷凝干扰红外检测）、USB/网络接口及云平台接入模块。

四、可测参数

光合气体交换参数：净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO₂浓度（Ci）、瞬时水分利用率（WUE）。

环境微参数：空气CO₂浓度、光合有效辐射（PAR）、进气温度、叶室温度、叶面温度、进气相对湿度、叶室相对湿度。

衍生功能：自动拟合光响应曲线（A–Q曲线）与CO₂响应曲线（A–Ci曲线），用于推算光补偿点、光饱和点、羧化效率及最大电子传递速率等光合生理特征值。

五、仪器功能特征

1、全新外观：光合作用仪采用10寸安卓彩色触控屏，自带wifi功能，操作界面清晰简洁，操作简单。软件支持在线升级。软件中文操作界面，支持中英文语言，切换系统语言即可同步成英文模式。

2、检测参数：光合作用仪可检测环境温湿度、叶室温湿度、CO2气体浓度、光合有效辐射强度、叶面温度、叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度、瞬时水分利用率12项参数。

3、原理升级：主机内置非扩散式红外CO2分析器，能准确测定空气中的CO2浓度；开机默认进行气路循环，开放式气路系统更接近植物真实生长环境。核心红外CO2模块增加CO2极值滤波处理，大大缩短了CO2稳定时长，有效提升各项光合参数的稳定性和实验效率。

4、操作简便：测量设置均默认给出，用户可自定义修改，支持用户填写实验备注（随数据一同导出）。一键测量，各项参数均为自动采集，每2min自动采集一组数据，程序运行完成后会自动结束并保存数据，也可手动结束测量进程，测量过程中查看已采集数据时不会影响测量进程。

5、数据管理：光合作用仪支持根据时间范围快速查询数据，可进行查看、上传、导出、删除操作。支持曲线图和表格2种展示形式，按曲线图展示时可双击放大单图查看，便于直观展示数据变化趋势。

6、数据存储/导出：本地存储8G大内存，配置USB接口，支持excel格式文件导出本地/U盘，导出的文件可直接使用无需转换。数据自动保存：若仪器意外关闭，已测量的数据会自动保存不丢失。

7、配备“数智农业云"平台：仪器联网状态下，可手动将测量数据上传到物联网4.0云平台，用户登录账号即可查看，可在云端对实验数据进行管理和分析，支持对比分析各项光合指标，支持图表2种展示形式。

8、设备单机即可使用，含有使用教程视频，手机扫描二维码即可查看仪器安装方式和操作流程等。

9、电池容量大，满电状态下野外支持连续使用8小时以上。

10、配置支架，适用于野外一定时间监测，主机支架高度可调，叶室三脚架高度角度均可调，适用不同生长角度的叶片，避免对叶片拉扯造成破坏，无需实验人员背着仪器，减少人力消耗，扩大使用场景。

六、主要应用领域

作物生理与遗传育种：不同基因型或栽培措施下光合性能比较，筛选高光效、高水分利用率品种。

植物逆境生理研究：干旱、盐渍、高温、低温、重金属等胁迫条件下光合参数动态变化与限制因子（气孔限制vs非气孔限制）判别。

森林/草地生态学与碳循环：构建生态系统碳通量模型，评估植被碳汇能力与全球变化背景下的生理生态响应。

园艺与果树栽培管理：指导光环境调控、CO₂施肥及水肥管理时机。

高校教学与科研训练：植物生理学实验教学中演示气体交换原理与光合参数测定方法。

七、学术使用注意事项

测定前须进行仪器调零与基线校准，排除气路泄漏；记录时应注明叶位（如旗叶、功能叶）、叶龄、生育期及当时的环境背景值；在利用Ci值判断光合限制步骤时，需结合Pn–Ci响应曲线与Rubisco活化状态综合分析，避免单一指标误判。长期野外使用需注意干燥剂饱和度及红外分析器窗口清洁，以维持检测灵敏度。

浙江托普云农科技股份有限公司专业研发生产供应（销售）光合作用仪，厂家直销，欢迎新老用户了解咨询！