YLS-A葉綠素儀測量原理

YLS-A葉綠素儀介紹

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的表征和發(fā)展趨勢,作物生長狀況的快速檢測是實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的前提。在作物生理信息中,葉綠素不僅直接參與光合作用,其濃度還與作物體內(nèi)的氮素含量密切相關(guān)，所以葉綠素含量是一項重要的作物生理指標(biāo)。因此,如何快速、準(zhǔn)確地檢測葉綠素含量對實現(xiàn)作物的精細管理具有十分重要的意義。YLS-A葉綠素儀可以準(zhǔn)確測量出植物葉片中葉綠素的相對含量，從而為合理、適當(dāng)、及時施肥提供可靠的科學(xué)依據(jù)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究。

YLS-A葉綠素儀技術(shù)指標(biāo)

1．測量范圍           0.0-100 SPAD

2．測量面積           2mm*2mm

3．測量精度           ±1.0 SPAD單位以內(nèi) (室溫下，SPAD值介乎0-50)

4．重復(fù)性             ±0.3 SPAD單位以內(nèi)   (SPAD值介乎0-50)

5．測量時間間隔       小于3秒

6．?dāng)?shù)據(jù)存儲介質(zhì)       SD卡存儲

7．?dāng)?shù)據(jù)存儲容量       2GB

8．電源               4.2V可充電鋰電池

9．電池容量           2000mah

10．重量              240g

11．外形尺寸          140×85×45mm(長×寬×高)

12．工作及存儲環(huán)境    0℃-50℃；85%相對濕度

YLS-A葉綠素儀測量原理

傳統(tǒng)的葉綠素含量測定是通過化學(xué)方法實現(xiàn)的，不僅費時費力而且對作物有傷害。隨著光譜技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用光譜技術(shù)實現(xiàn)作物生長狀況的快速、無損診斷已成為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究熱點。光譜技術(shù)是利用目標(biāo)的光譜響應(yīng)與波長之間的變化關(guān)系來描述光譜數(shù)據(jù)內(nèi)蘊含的信息。作物的光譜特征是由生理特征引起的對光的吸收、透射和反射的變化，而作物的生理特征又相應(yīng)反映了作物長勢狀況，因此可根據(jù)光譜的監(jiān)測提取作物的生理信息。

基于光譜的作物生理信息檢測的原理是作物生理信息的變化會影響作物葉片顏色、厚度及形態(tài)結(jié)構(gòu)等方面的變化，從而導(dǎo)致光譜吸收、反射和透射特征的變化。如作物氮素營養(yǎng)的光譜監(jiān)測是基于作物組織中的各種蛋白氮、氨基酸、葉綠體及其它氮素形態(tài)組分分子結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵在一定輻射水平（不同頻率或波長）光能的照射下發(fā)生振動響應(yīng)，從而引起對某些波長的光產(chǎn)生吸收和反射差異，形成不同的反射、吸收和透射光譜。對于葉綠素來講，葉綠素光譜吸收規(guī)律為：吸收峰位于藍光和紅光光譜區(qū)域，吸收谷位于綠光光譜區(qū)域，在近紅外光譜區(qū)域幾乎不被吸收。光到達葉片后，一部分被葉綠素吸收，少量被反射，剩余部分穿透葉片。通過測量透過葉片的光的強度，進行A/D轉(zhuǎn)換并進行微處理器進行處理，即可計算出葉片內(nèi)葉綠素的相對含量。

葉綠素結(jié)構(gòu)特點

葉綠素測定儀主要由支撐機構(gòu)、光源和檢測裝置構(gòu)成。光源由發(fā)光管和透鏡組成，檢測裝置主要有控制器和光強度傳感器構(gòu)成，支架完成整個系統(tǒng)和測定目標(biāo)的固定。光源和控制器是整個系統(tǒng)的核心?？刂葡到y(tǒng)主要完成光源發(fā)射控制、透射光強度檢測及A/D轉(zhuǎn)換等功能，并完成檢測結(jié)果的顯示。數(shù)據(jù)存儲到SD卡上，利用USB口為儀器充電。

YLS-A葉綠素儀工作原理

兩個LED光源發(fā)射兩種光，一種是紅光(650nm)，一種是紅外光(940nm)，兩種光穿透葉片，打到接收器上，光信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，模擬信號被放大器放大，由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號被微處理器處理，計算出SPAD值并顯示在液晶屏上。

（1）葉綠素儀測量值的校準(zhǔn)與計算 兩個LED次序發(fā)光，被接收的光轉(zhuǎn)換成電信號，光強度的比率被用來計算。

（2）在壓頭夾住樣品后，兩個LED再次發(fā)光，通過葉片傳輸?shù)墓獯虻浇邮掌魃?，被轉(zhuǎn)換成電信號，傳輸光的強度比率被計算。

（3）步驟1和2的值用于計算SPAD測量值，即表示夾住的樣品葉片當(dāng)前葉綠素相對含量。

（4）測量出的葉綠素值與用SPAD-502Plus便攜式葉綠素儀進行對比，并通過程序修正。最終在葉綠素值在一定范圍內(nèi)與SPAD-502Plus測量的數(shù)值達到一致。