15
光合作用測量系統(tǒng)的基本原理
在控制環(huán)境因子的條件下，光合作用測量系統(tǒng)通過紅外線氣體分析儀檢測二氧化碳的消耗速率來測定植物光合速率的一種儀器，簡稱光合儀。紅外線氣體分析儀法已成為目前有發(fā)展前途的光合測定手段，應用越來越普及，成為在氣相環(huán)境中測定光合速率的重要方法。
光合作用測量系統(tǒng)分為單氣室和雙氣室。
光合作用測量系統(tǒng)主要采用開放式氣路系統(tǒng)，進行CO2和H2O的差分測量，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個氣室。
下面我們來看看光合作用測量系統(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)過上述氣體分子時，與氣體分子振動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，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，同樣的原理應用紅外線技術(shù)可以準確地測量氣體中水分的含量。