光合作用測量系統的基本原理

　　在控制環(huán)境因子的條件下，光合作用測量系統通過(guò)紅外線(xiàn)氣體分析儀檢測二氧化碳的消耗速率來(lái)測定植物光合速率的一種儀器，簡(jiǎn)稱(chēng)光合儀。紅外線(xiàn)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(lái)越普及，成為在氣相環(huán)境中測定光合速率的重要方法。
 

　　光合作用測量系統分為單氣室和雙氣室。
 

　　光合作用測量系統主要采用開(kāi)放式氣路系統，進(jìn)行CO2和H2O的差分測量，使用的紅外線(xiàn)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)看看光合作用測量系統的基本原理是什么。
 

　　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(cháng)2.5~25微米的中段紅外光區都有特異的吸收帶，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(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在中段紅外光區的吸收帶有4處，吸收峰分別在波長(cháng)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(cháng)，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(xiàn)的大吸收峰值為2.59μm，同樣的原理應用紅外線(xiàn)技術(shù)可以準確地測量氣體中水分的含量。