ZZY 植株营养测定仪测量原理-生命科学仪器

ZZY植株营养测定仪测量原理

植株营养测定仪介绍
植株营养测定仪是基于近红外光谱无损检测方法的一种新型的测量植物叶片参数的仪器。该仪器可在田间快速无损测试植物的叶片水分、叶绿素相对含量，叶片氮含量，叶片温度四种养分和生理生长信息，为农业研究和生产中提供可靠的数据依据。具有重大意义。

ZZY植株营养测定仪测量原理
叶片水分测量原理
叶片水分是控制植物光合作用、呼吸作用和生物量的重要因素之一，水分亏缺直接影响植物的生理生化过程和形态结构，进而影响植物生长、产量和品质。叶片含水量的常用指标是叶片等效水厚度，本仪器是根据叶片含水量与叶片光谱反射率及光谱指数之间的相关关系，经反复试验，构建利用光谱指数反演叶片含水量的模型，得出950nm和970nm是水分的敏感波段，然后利用两种不同波长的发光管穿透叶片的差值模拟出叶片的含水量。快速测量植物叶片的水分状况，对作物估产及农情检测、指导田间及时灌溉、节约水资源等有重要意义。
叶绿素测量原理
对于叶绿素来讲，叶绿素光谱吸收规律为：吸收峰位于蓝光和红光光谱区域，吸收谷位于绿光光谱区域，在近红外光谱区域几乎不被吸收。光到达叶片后，一部分被叶绿素吸收，少量被反射，剩余部分穿透叶片。通过测量透过叶片的光的强度，进行A/D转换并进行微处理器进行处理，即可计算出叶片内叶绿素的相对含量。
两个LED光源发射二种光，一种是红光(峰波长650nm)，一种是红外线(940nm)，两种光穿透叶片，打到接收器上，光信号转换成模拟信号，模拟信号被放大器放大，由模拟/数字转换器转换成数字信号，数字信号被微处理器处理，计算出SPAD值并显示在液晶屏上。 
叶绿素测量值的校准与计算 
（1）在校准过程中，压头不夹样品，两个LED次序发光，被接收的光转换成电信号，光强度的比率被用来计算。 
（2）在压头夹住样品后，两个LED再次发光，通过叶片传输的光打到接收器上，被转换成电信号，传输光的强度比率被计算。 
（3）步骤1和2的值用于计算SPAD测量值，即表示夹住的样品叶片当前叶绿素相对含量。 
（4）测量出的叶绿素值与用SPAD-502Plus便携式叶绿素仪进行对比，并通过程序修正。终在叶绿素值在一定范围内与与SPAD-502Plus测量的数值达到*。
氮含量测量原理：
由于叶绿素（SPAD）值比较容易获得，而氮含量的获取较难。但由于叶绿素和氮含量之间存在很高的相关性，所以经过多次试验，先建立叶绿素（SPAD）精确实用模型和获得氮含量值，然后利用已知的叶绿素（SPAD）值和氮含量进行线性拟合，拟合出一个决定系数，拟合系数经多次试验，然后取平均值，得到终的决定系数，根据这个终的决定系数建立氮含量模型，后得出氮含量值。虽然该模型的建立拟合，得出的决定系数线性关系存在偏离，但可以满足农田的快速测量要求。
叶片温度的测量：
叶温常用来表示植物的体温状况，植物叶片中所有的化学反应,都受叶片温度的影响，在植物生理活动的分析中经常用到。叶温与气温的差值，可以表明植物的缺水情况或受旱程度。因为当水分供应充足时，植物蒸腾正常，蒸腾耗热可以降低植物体温，这时叶温比气温低；反之受旱时，植物体温上升，可高于当时的气温。叶片温度是采用进口高精度贴片式铂电阻温度传感器对叶片进行接触，测量出叶片的温度。
ZZY植株营养测定仪技术参数
测定指标               叶绿素、氮素、叶温、叶片水厚度
氮范围                 全程
氮精度                 ±5%
叶绿素范围             0.0-99.9 SPAD
叶绿素精度             ±1SPAD
叶温范围               0-60℃
叶温精度               ±1℃
水分范围               0-5g/cm²
水分精度               ±3%
存储量                2GB SD卡
测量时间间隔          小于5秒
数据存储介质          SD卡存储
电源                  4.2V可充电锂电池
电池容量              2000mah
重量                  240g
外形尺寸              140×85×45mm(长×宽×高)
工作及存储环境        0℃-50℃；85%相对湿度