易科泰多款便攜手持植物表型設備助力清華大學核研院

日前，北京易科泰生態(tài)技術有限公司為清華大學核能與新能源技術研究院順利安裝了6款便攜式植物表型設備，助力該院環(huán)境技術研究室土壤重金屬植物吸附特性及機理的研究。
 

6款便攜手持植物表型設備可對植物的脅迫響應進行系統(tǒng)全面的測量和研究，包括FluorCam便攜式葉綠素熒光成像儀、FluorPen手持式葉綠素熒光儀、Monitoring Pen葉綠素熒光自動監(jiān)測儀、LM510手持式光譜儀、PolyPen手持式植物反射光譜測量儀、全自動便攜式光合儀。6款設備尤其可對植物光合生理和色素含量進行方便快捷的測量：既可以在小型實驗室或者小型植物培養(yǎng)室使用，也可以在溫室、大田、野外輕松使用。
 

售后工程師使用研究院內(nèi)種植的綠化樹火炬樹的葉片進行了測試和演示。

1. 全自動便攜式光合儀

將剛采摘的枝條帶回實驗室，隨即使用全自動便攜式光合儀分別對綠葉（上左圖）和紅葉（上右圖）進行測量，測量時設定溫度為25℃，光照為白光500μmol/（m2*s）�？梢娋G葉的光合速率A（1.24μmol/（m2*s））、蒸騰速率E（0.28mmol/（m2*s））高于紅葉（A = 0.43μmol/（m2*s）、E = 0.18 mmol/（m2*s））；紅葉的胞間CO2濃度（311μmol/mol）高于綠葉（Ci = 227μmol/mol））；氣孔導度相同（均為0.01 mol/（m2*s））。
 

2. PolyPen手持式植物反射光譜測量儀

接著使用PolyPen手持式植物反射光譜測量儀對綠葉和紅葉的反射光譜進行采集，并對植被反射指數(shù)進行測量。測量前使用隨機的白板進行了校準。

由下圖可知：綠葉在550nm的綠色波段存在反射峰，在430nm的藍色波段、675nm的紅色波段存在吸收谷（葉綠素吸收帶），740nm-790nm近紅外波段為高反射率區(qū)。紅葉在640nm的紅光波段存在反射峰，同樣在675nm波段存在吸收谷。

PolyPen可自動計算24個植被反射指數(shù)并在屏幕上顯示其中兩個參數(shù)。軟件支持自定義植被反射指數(shù)。由下表可知綠葉的NDVI（0.4467）、綠度指數(shù)G（3.301）遠遠高于紅葉（NDVI = 0.0622，G = 0.3573）、而歸一化脫鎂作用指數(shù)NPCI（0.3039）遠低于紅葉（0.6951）。

3. FluorPen手持式葉綠素熒光儀

隨后用暗適應葉夾分別將上述兩片葉片夾住進行5min的暗處理，之后使用FluorPen手持式葉綠素熒光儀選擇OJIP快速熒光誘導曲線進行測量。

由下圖表可見，綠葉的最大光化學效率Fv/Fm（0.734）明顯高于紅葉（0.307）；紅葉單位反應中心吸收、耗散的能量（ABS/RC、DIo/RC）明顯高于綠葉，單位反應中心捕獲的能量（TRo/RC）略高于綠葉，而用于電子傳遞的能量（ETo/RC = 0.463）明顯低于綠葉（1.227），基于吸收的表現(xiàn)系數(shù)（Pi_Abs = 0.010）也明顯低于綠葉（0.598）。

4. FluorCam便攜式葉綠素熒光成像儀

最后將綠葉和紅葉從枝條上摘下，一并放入FluorCam便攜式葉綠素熒光成像儀的葉夾中進行5min的暗處理。運行葉綠素熒光淬滅程序（Quenching），得到各葉綠素熒光參數(shù)的成像圖。

隨機在綠葉和紅葉上選取相同面積的區(qū)域進行分析：綠葉的最大光化學效率Fv/Fm（0.72）、熒光衰減率Rfd（2.12）、熱耗散NPQ（1.95）均高于紅葉（Fv/Fm = 0.58，Rfd = 1.67，NPQ = 1.23）。

因時間關系，測試演示現(xiàn)場沒有進行重復測量。但結合以上測量結果，可以看出由于火炬樹綠葉和紅葉中色素組成的差異（尤其是葉綠素含量），兩者無論是光合作用的結果——有機物的積累，還是光合作用光反應過程中對光能的吸收、耗散、分配都有明顯的差異。