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光合作用測(cè)量系統(tǒng)的基本原理

點(diǎn)擊次數(shù):653 更新時(shí)間:2024-08-30
  在控制環(huán)境因子的條件下,光合作用測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)紅外線氣體分析儀檢測(cè)二氧化碳的消耗速率來(lái)測(cè)定植物光合速率的一種儀器,簡(jiǎn)稱光合儀。紅外線氣體分析儀法已成為目前有發(fā)展前途的光合測(cè)定手段,應(yīng)用越來(lái)越普及,成為在氣相環(huán)境中測(cè)定光合速率的重要方法。
 
  光合作用測(cè)量系統(tǒng)分為單氣室和雙氣室。
 
  光合作用測(cè)量系統(tǒng)主要采用開(kāi)放式氣路系統(tǒng),進(jìn)行CO2和H2O的差分測(cè)量,使用的紅外線氣體分析儀為雙氣室、四氣室或多氣室,的分析儀具有4個(gè)氣室。
 
  下面我們來(lái)看看光合作用測(cè)量系統(tǒng)的基本原理是什么。
 
  許多由異原子組成的具有偶極距的氣體分子,如CO2、CO、H2O、SO2、N2O、NH3等,在波長(zhǎng)2.5~25微米的中段紅外光區(qū)都有特異的吸收帶,紅外光經(jīng)過(guò)上述氣體分子時(shí),與氣體分子振動(dòng)頻率相等能夠形成共振的紅外光,便被氣體分子吸收,使透過(guò)的紅外光能量減少,被吸收的紅外光能量的多少與該氣體的吸收系數(shù)(K)、氣體濃度(C)和氣層的厚度(L)有關(guān),并服從朗伯-比爾定律:
 
  E=Eoe
 
  式中:Eo-入射光能量;E-透射光能量。
 
  CO2在中段紅外光區(qū)的吸收帶有4處,吸收峰分別在波長(zhǎng)2.69、2.77、4.26和14.99μm處,其吸收率分別為0.54%、0.31%、23.2%和3.1%。其中峰值為4.26μm的吸收波長(zhǎng),且不與H2O的吸收帶重疊,而2.69和2.77μm的吸收帶則與H2O的吸收相重疊。
 
  H2O吸收紅外線的大吸收峰值為2.59μm,同樣的原理應(yīng)用紅外線技術(shù)可以準(zhǔn)確地測(cè)量氣體中水分的含量。
 
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