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易科泰多款便携手持植物表型设备入驻清华大学核研院

易科泰多款便携手持植物表型设备入驻清华大学核研院

易科泰多款便携手持植物表型设备入驻清华大学核研院

日前,北京易科泰生态技术有限公司为清华大学核能与新能源技术研究院顺利安装了6款便携式植物表型设备,助力该院环境技术研究室土壤重金属植物吸附特性及机理的研究。

6款便携手持植物表型设备可对植物的胁迫响应进行系统全面的测量和研究,包括FluorCam便携式叶绿素荧光成像仪、FluorPen手持式叶绿素荧光仪、Monitoring Pen叶绿素荧光自动监测仪、LM510手持式光谱仪、PolyPen手持式植物反射光谱测量仪、全自动便携式光合仪。6款设备尤其可对植物光合生理和色素含量进行方便快捷的测量:既可以在小型实验室或者小型植物培养室使用,也可以在温室、大田、野外轻松使用。

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售后工程师使用研究院内种植的绿化树火炬树的叶片进行了测试和演示。

1. 全自动便携式光合仪

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将刚采摘的枝条带回实验室,随即使用全自动便携式光合仪分别对绿叶(上左图)和红叶(上右图)进行测量,测量时设定温度为25℃,光照为白光500μmol/(m2*s)。可见绿叶的光合速率A(1.24μmol/(m2*s))、蒸腾速率E(0.28mmol/(m2*s))高于红叶(A = 0.43μmol/(m2*s)、E = 0.18 mmol/(m2*s));红叶的胞间CO2浓度(311μmol/mol)高于绿叶(Ci = 227μmol/mol));气孔导度相同(均为0.01 mol/(m2*s))。

2. PolyPen手持式植物反射光谱测量仪

接着使用PolyPen手持式植物反射光谱测量仪对绿叶和红叶的反射光谱进行采集,并对植被反射指数进行测量。测量前使用随机的白板进行了校准。

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由下图可知:绿叶在550nm的绿色波段存在反射峰,在430nm的蓝色波段、675nm的红色波段存在吸收谷(叶绿素吸收带),740nm-790nm近红外波段为高反射率区。红叶在640nm的红光波段存在反射峰,同样在675nm波段存在吸收谷。

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   PolyPen可自动计算24个植被反射指数并在屏幕上显示其中两个参数。软件支持自定义植被反射指数。由下表可知绿叶的NDVI(0.4467)、绿度指数G(3.301)远远高于红叶(NDVI = 0.0622,G = 0.3573)、而归一化脱镁作用指数NPCI(0.3039)远低于红叶(0.6951)。

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3. FluorPen手持式叶绿素荧光仪

随后用暗适应叶夹分别将上述两片叶片夹住进行5min的暗处理,之后使用FluorPen手持式叶绿素荧光仪选择OJIP快速荧光诱导曲线进行测量。

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由下图表可见,绿叶的最大光化学效率Fv/Fm(0.734)明显高于红叶(0.307);红叶单位反应中心吸收、耗散的能量(ABS/RC、DIo/RC)明显高于绿叶,单位反应中心捕获的能量(TRo/RC)略高于绿叶,而用于电子传递的能量(ETo/RC = 0.463)明显低于绿叶(1.227),基于吸收的表现系数(Pi_Abs = 0.010)也明显低于绿叶(0.598)。

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4. FluorCam便携式叶绿素荧光成像仪

最后将绿叶和红叶从枝条上摘下,一并放入FluorCam便携式叶绿素荧光成像仪的叶夹中进行5min的暗处理。运行叶绿素荧光淬灭程序(Quenching),得到各叶绿素荧光参数的成像图。

随机在绿叶和红叶上选取相同面积的区域进行分析:绿叶的最大光化学效率Fv/Fm(0.72)、荧光衰减率Rfd(2.12)、热耗散NPQ(1.95)均高于红叶(Fv/Fm = 0.58,Rfd = 1.67,NPQ = 1.23)。

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因时间关系,测试演示现场没有进行重复测量。但结合以上测量结果,可以看出由于火炬树绿叶和红叶中色素组成的差异(尤其是叶绿素含量),两者无论是光合作用的结果——有机物的积累,还是光合作用光反应过程中对光能的吸收、耗散、分配都有明显的差异。