易科泰多款便攜手持植物表型設備入駐清華大學核研院

 ?日前，北京易科泰生態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）。可見綠葉的光合速率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。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個植被反射指數并在屏幕上顯示其中兩個參數。軟件支持自定義植被反射指數。由下表可知綠葉的NDVI（0.4467）、綠度指數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），基于吸收的表現系數（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

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的成像圖。

隨機在綠葉和紅葉上選取相同面積的區域進行分析：綠葉的大光化學效率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。