光合儀使用中的常見(jiàn)問(wèn)題及維護(hù)方法摘要：光合儀是一種被廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的精密儀器，可以系統(tǒng)測(cè)定植物組織的光合作用、蒸騰作用、呼吸作用等H2O和CO2氣體交換指標(biāo)與環(huán)境參數(shù)。由于光合儀的測(cè)定結(jié)果影響因素較多，故障率高，因此，光合儀需要精心維護(hù)和定期檢修，才能有效減少測(cè)定結(jié)果錯(cuò)誤、儀器損壞等現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)作者長(zhǎng)期使用和維護(hù)光合儀的經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)總結(jié)了光合儀在日常使用過(guò)程中的操作細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)，為光合儀的管理維護(hù)和規(guī)范化使用提供參考。關(guān)鍵詞：光合儀"""光合參數(shù)"""操作細(xì)節(jié)"""儀器維護(hù)"""注意事項(xiàng)Common"Problems"and"Maintenance"Method"in"the"Use"of"Photosynthetic"Instrument-"Taking"Targas-1"Type"as"an"ExampleHOU"Huilin""FAN"Bingxuan""ZHANG"Wenrui""ZHANG"Yuzhe""QIU"Nianwei""WANG"Renjun*College"of"Life"Sciences，"Qufu"Normal"University，"Qufu，"Shandong"Province，"273165"ChinaAbstract：The"photosynthetic"instrument"（PI）"is"a"precision"instrument"widely"used"in"the"fields"of"biology，"agriculture，"forestry，"ecology"and"environmental"science，"which"can"systematically"determine"the"photosynthesis，"transpiration，"respiration"of"plant"tissues"and"other"H2O/CO2"gas"exchange"indexes"and"environmental"parameters."Due"to"the"fact"that"there"are"many"factors"affecting"the"determination"results"of"PI，"and"the"determination"failure"rate"is"high."Therefore，"careful"maintenance"and"regular"overhaul"are"needed"to"reduce"the"occurrence"of"determination"result"errors"and"instrument"damage."Based"on"the"author's"long-term"experience"in"using"and"maintaining"PI，"the"operation"details"and"precautions"in"the"daily"use"of"PI"were"systematically"summarized，"which"could"provide"reference"for"the"management，"maintenance"and"normalized"use"of"PI.Key"Words：Photosynthetic"instrument;"Photosynthetic"parameters;"Operation"details;"Instrument"maintenance;"Precautions光合儀可通過(guò)精確控制光照、濕度、溫度、CO2濃度等環(huán)境條件，利用紅外線氣體分析儀靈敏檢測(cè)植物組織內(nèi)外H2O和CO2的濃度變化，自動(dòng)計(jì)算植物光合氣體參數(shù)，因此又被稱為CO2/"H2O紅外分析儀[1]。光合儀用途廣泛，可以測(cè)定大氣CO2濃度、氣溫和濕度，葉片溫度，光照強(qiáng)度等參數(shù)，據(jù)此計(jì)算出植物的光合速率、蒸騰速率、呼吸速率、細(xì)胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度、水分利用效率[2]、氣孔限制值、非氣孔限制值等光合作用指標(biāo)。配備可控光源和CO2鋼瓶的光合儀可以測(cè)定光強(qiáng)-光合響應(yīng)曲線與CO2濃度-光合響應(yīng)曲線，并依此計(jì)算出光合組織的羧化效率、CO2補(bǔ)償點(diǎn)、CO2飽和點(diǎn)、表觀量子效率、光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)等參數(shù)[3]。配備不同規(guī)格的群體同化室，可以測(cè)定植物群體光合參數(shù)；配備呼吸室，還可以測(cè)定各種生物材料與土壤的呼吸強(qiáng)度。高端的光合儀與葉綠素?zé)晒鈨x相整合，實(shí)現(xiàn)了氣體交換參數(shù)和熒光參數(shù)同時(shí)測(cè)定。豐富的生理數(shù)據(jù)使光合儀在生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。目前，光合儀仍以進(jìn)口設(shè)備為主，屬于比較昂貴的大型設(shè)備，維護(hù)成本高。該儀器操作細(xì)節(jié)多，對(duì)環(huán)境條件要求高，儀器靈敏且易損壞，再加上使用人員培訓(xùn)不足，常常無(wú)法獲得可靠的測(cè)定結(jié)果，儀器故障率也較高，降低了光合儀的使用效能。雖然前人對(duì)光合儀的主要操作注意事項(xiàng)進(jìn)行了總結(jié)[4-7]，但仍有很多細(xì)節(jié)未被關(guān)注。本文以美國(guó)PPSystems公司生產(chǎn)的Targas-1型光合儀為例，從測(cè)量準(zhǔn)備、儀器安裝、儀器調(diào)試、數(shù)據(jù)測(cè)量、數(shù)據(jù)記錄和計(jì)算、儀器維護(hù)等6個(gè)方面，系統(tǒng)總結(jié)了本實(shí)驗(yàn)室關(guān)于光合儀使用和維護(hù)方面的經(jīng)驗(yàn)，為光合儀的規(guī)范化使用和管理提供參考。1"測(cè)量準(zhǔn)備1.1"儀器準(zhǔn)備（1）測(cè)量前，給儀器充滿電，充電時(shí)間一定不要超過(guò)8"h，避免過(guò)充電導(dǎo)致電池?fù)p壞。電池電量可開(kāi)機(jī)查看，電量低于10%時(shí)，儀器會(huì)發(fā)出警告，此時(shí)充電4～6"h即可充滿（滿電顯示100%）。每虧電20%，充電1"h左右。電量過(guò)低時(shí)，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。（2）外接電源既可以給主機(jī)供電，也可以給內(nèi)置電池充電。虧電狀態(tài)下，緊急使用光合儀，可以連接外接電源測(cè)定。（3）使用前，檢查儀器背后的吸收劑，3種吸收管內(nèi)的吸收劑變質(zhì)后，須及時(shí)更換[4]。3種吸收劑更新完畢后，立即安裝到儀器上。儲(chǔ)備的吸收劑要用封口膜密封保存，防止變質(zhì)。堿石灰用于控制CO2的濃度，變質(zhì)后變?yōu)榈仙L(zhǎng)時(shí)間不用又會(huì)恢復(fù)白色，當(dāng)有1/2的堿石灰變質(zhì)時(shí)，需要及時(shí)更換變質(zhì)的部分。堿石灰不能再生，變質(zhì)的堿石灰請(qǐng)丟棄。干燥劑用于控制H2O的濃度，變質(zhì)后變?yōu)榈凵?，變質(zhì)超過(guò)1/2時(shí)，需要及時(shí)更換變質(zhì)部分。分子篩同時(shí)調(diào)控H2O和CO2的濃度，變質(zhì)后無(wú)顏色變化，不能再生，變質(zhì)后應(yīng)丟棄。當(dāng)CO2r顯示值小于360"μL/L時(shí)（CO2濃度顯著低于大氣CO2濃度時(shí)），需要及時(shí)更換分子篩。更換新的分子篩后，可重新設(shè)定分子篩指示值至100%。當(dāng)屏幕右上角的分子篩指示值小于20%時(shí)，請(qǐng)及時(shí)更換分子篩，數(shù)值小于10%，儀器會(huì)發(fā)出警告。當(dāng)分子篩指示值不準(zhǔn)確時(shí)，以CO2r顯示值為準(zhǔn)。CO2r數(shù)值過(guò)低，屏幕下方會(huì)出現(xiàn)Low"Alarm，該狀態(tài)下測(cè)定數(shù)據(jù)異常且不穩(wěn)定。（4）光合儀配件較多。野外實(shí)驗(yàn)出發(fā)前，須將主機(jī)、葉室、光源、緩沖瓶、鐵架臺(tái)等配件帶齊。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，再次檢查配件是否回收齊全，避免丟失配件。1.2"環(huán)境條件（1）選擇晴朗干爽的天氣測(cè)定光和參數(shù)。大氣絕對(duì)濕度（H2Or）單位是mb，當(dāng)大氣濕度達(dá)到25"mb時(shí)，就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果（常溫下大氣飽和濕度約為40"mb）。若急需測(cè)定，則需要進(jìn)行濕度控制，將H2Or設(shè)置成60%。控制濕度后，儀器會(huì)發(fā)出有規(guī)律的噠噠聲。在大氣濕度在于25"mb的環(huán)境中，不建議使用光合儀。（2）光合儀最怕水濕。葉片表面一定不能有水分，有水分的葉片須擦干后再進(jìn)行測(cè)定。在群體光合測(cè)定和土壤呼吸測(cè)定時(shí)，植物材料和環(huán)境都不能過(guò)濕。（3）待測(cè)葉片表面要干凈，不要有黏液、灰塵、昆蟲(chóng)等異物。不干凈的葉片須擦洗并晾干后再進(jìn)行測(cè)量，避免異物進(jìn)入氣路污染葉室。（4）自然條件下，一般選擇晴天的上午8：30—11：30進(jìn)行測(cè)定，不同的地區(qū)和季節(jié)可適當(dāng)調(diào)整，一般在日出2"h后測(cè)定。中午12：00以后，很多植物有午休現(xiàn)象和晝夜節(jié)律，不適合測(cè)定。（5）在陰雨天氣和大風(fēng)天氣，禁止測(cè)定；在潮濕天氣，不建議測(cè)定。（6）室內(nèi)測(cè)定光合參數(shù)，植物需要預(yù)先在飽和光強(qiáng)下適應(yīng)1"h以上。進(jìn)氣緩沖瓶要置于室外，周?chē)?"m內(nèi)不能有強(qiáng)氣流或人員和動(dòng)物經(jīng)過(guò)。2"儀器安裝（1）光源燈安裝：使用外接光源燈，要先安裝光源燈再開(kāi)機(jī)[4]。將光源燈扣到葉室窗口上，將電信號(hào)插頭插入葉室上的光源接口中。當(dāng)用自然光測(cè)定時(shí)，無(wú)需安裝光源。當(dāng)扣上光源燈或拿下光源燈時(shí)，用力的位置在豎直的金屬架上，不要扭動(dòng)風(fēng)扇的位置，否則容易扭掉風(fēng)扇。（2）葉室安裝：將葉室的2個(gè)接頭分別插入主機(jī)背面標(biāo)注有“PLC”的黑框內(nèi)接口中。（3）緩沖瓶安裝：儀器主機(jī)AIR"IN接口先接上空氣過(guò)濾器，再連接緩沖瓶管。緩沖瓶離地面不低于30"cm，出氣口必須向下倒放，避免污物進(jìn)入。氣管不能彎折，以免影響氣路暢通。氣路不通時(shí)，儀器的氣泵會(huì)發(fā)出嗡嗡聲[5]。主機(jī)最怕進(jìn)水，嚴(yán)禁緩沖瓶進(jìn)水[4]。（4）數(shù)據(jù)盤(pán)安裝：將U盤(pán)直接插入U(xiǎn)SB接口上即可。基礎(chǔ)光合參數(shù)測(cè)定不建議使用U盤(pán)，建議手動(dòng)計(jì)數(shù)，避免病毒侵犯操作系統(tǒng)。對(duì)于數(shù)據(jù)較多的響應(yīng)曲線測(cè)定，可以使用已殺毒的U盤(pán)。（5）必須等上述所有線路和氣路接好后再開(kāi)機(jī)，開(kāi)機(jī)前，檢查氣路是否暢通。（6）主機(jī)必須關(guān)機(jī)后才能插、拔葉室光源信號(hào)線。（7）要特別注意插、拔PLC氣路接口和PLC電信號(hào)接口。氣路接口插入時(shí)無(wú)方向，插入后，彈片鎖死。拔出氣路接口時(shí)，先按下彈片，同時(shí)輕輕拔出氣路接口。PLC電信號(hào)接口插入時(shí)，插頭上的箭頭朝上，凸起對(duì)準(zhǔn)插口凹槽。插、拔PLC氣路接口和電信號(hào)接口時(shí)，都要用手指捏住插頭基部發(fā)力，避免拔壞接口，禁止暴力插拔。拔下接頭時(shí)，先拔電信號(hào)線路接口，再拔氣路接口。3"儀器調(diào)試（1）測(cè)定或調(diào)試時(shí)，主機(jī)要背在身上或置于干凈的平臺(tái)上。如果放在地面，則地面必須事先拖掃干凈或鋪一塊干凈的防水工作布，防止主機(jī)內(nèi)進(jìn)入灰塵或受潮。（2）開(kāi)機(jī)后，儀器要先經(jīng)過(guò)預(yù)熱、調(diào)零等步驟。儀器先進(jìn)行預(yù)熱（W），使紅外分析室溫度達(dá)到55.5℃后，然后進(jìn)入調(diào)零（Z）狀態(tài)，調(diào)零大約需要30"s。測(cè)定過(guò)程中，儀器會(huì)自動(dòng)調(diào)零。調(diào)零時(shí)，不能進(jìn)行操作和讀數(shù)，也可以手動(dòng)按Z鍵調(diào)零校準(zhǔn)。（3）預(yù)熱和調(diào)零步驟完成后，才會(huì)進(jìn)入測(cè)量界面。先合上葉室，觀察各參數(shù)是否正常穩(wěn)定。儀器正常并穩(wěn)定運(yùn)行的條件：①CO2r值穩(wěn)定且不低于360"μL/L（若低于360"μL/L，則更換分子篩）。②在30"s內(nèi)，CO2d的變化在±1.0以內(nèi)，A值（Pn值）在±0.5以內(nèi)。③Tcuv、Tleaf均在正常范圍，PARe顯示的外界光強(qiáng)值正常，PARi（設(shè)置光強(qiáng)）可以達(dá)到設(shè)定的值。儀器平穩(wěn)運(yùn)行后，再夾葉片進(jìn)行測(cè)定[1]。4"數(shù)據(jù)測(cè)定（1）測(cè)定前，葉片要進(jìn)行充分的照光（飽和光照光1"h以上或早晨日出2"h以上）（2）將葉片夾入葉室（夾葉片中部，并盡量避開(kāi)主脈），葉片正面向上且充滿整個(gè)葉室窗口，調(diào)整葉室角度使光強(qiáng)（PARe）達(dá)到飽和光強(qiáng)（800～1000"μmol/m2/s"）。經(jīng)過(guò)光適應(yīng)的葉片，1～2"min后，測(cè)量數(shù)據(jù)即可達(dá)到穩(wěn)定。按右下角的“→”切換界面，進(jìn)入測(cè)量結(jié)果界面，測(cè)定結(jié)果可以保存到U盤(pán)上（如插了U盤(pán)，點(diǎn)擊“Record”記錄數(shù)據(jù)），但建議將實(shí)驗(yàn)結(jié)果（A、Ci、Gs、E、WUE）手抄到實(shí)驗(yàn)記錄本上。返回界面，按左下角“←”，觀看測(cè)量狀態(tài)是否穩(wěn)定。（3）注意避免葉片上的蚜蟲(chóng)、螞蟻、稻飛虱等爬入葉室堵塞氣路或干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（4）光合儀不要放置在高處，以免跌落摔壞。（5）在高溫、強(qiáng)光下使用時(shí)，需要給主機(jī)遮蔭，避免儀器過(guò)熱而影響測(cè)定結(jié)果。用遮蔭傘遮蔭時(shí)，注意避免因大風(fēng)吹動(dòng)遮蔭傘而將儀器帶倒，進(jìn)而損壞設(shè)備。（6）室內(nèi)測(cè)定，可以將葉室手柄固定在帶有軟夾的鐵架臺(tái)上，便于穩(wěn)定葉室。（7）注意測(cè)量部位不要有大葉脈等凸起物，以免氣室漏氣，使測(cè)定結(jié)果大幅波動(dòng)。（8）開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)時(shí)，不要觸碰屏幕，觸碰屏幕會(huì)導(dǎo)致儀器內(nèi)部設(shè)置改變。新手請(qǐng)勿亂按鍵。（9）如果大氣CO2濃度過(guò)高或大氣濕度過(guò)濕，則可點(diǎn)擊CO2r和H2Or以降低其百分比，對(duì)CO2濃度或大氣濕度進(jìn)行控制，達(dá)到所需的測(cè)定條件[6]。（10）若Ci、Gs出現(xiàn)999"9或0，則CO2d或H2Od非常大，很可能是環(huán)境濕度太大所致，或需要更換干燥劑和分子篩[6]。（11）測(cè)定葉片的葉位、大小、角度、照光等條件要盡可能一致，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性和一致性。（12）當(dāng)用自然光測(cè)定時(shí)，需要用飽和光強(qiáng)且保持光強(qiáng)穩(wěn)定。當(dāng)外界光強(qiáng)不穩(wěn)定時(shí)，可以使用人工光源。自然光可通過(guò)調(diào)整葉室照光角度或在葉室上覆蓋暗灰色透明卡片調(diào)整光照強(qiáng)度。（13）儀器開(kāi)機(jī)后出現(xiàn)有規(guī)律的細(xì)小間隔聲響，是2個(gè)同化室切換的聲音。如果環(huán)境中CO2或H2O濃度太高，需要控制CO2/H2O濃度時(shí)，儀器會(huì)發(fā)出連續(xù)噠噠聲，是控制閥在反復(fù)切換。（14）若儀器出現(xiàn)很大嗡嗡聲，則是氣泵的聲音，說(shuō)明氣路不通。需要查看氣路軟管是否彎折或被踩壓[5]。另外，檢查吸收管是否全部插到儀器上、密封圈是否脫槽[7]。5"數(shù)據(jù)記錄和計(jì)算（1）測(cè)定光合參數(shù)時(shí)，要記錄測(cè)定條件（溫度、光照、CO2濃度和大氣濕度），保證測(cè)定結(jié)果可重復(fù)，并幫助分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否正常。（2）每個(gè)葉片手動(dòng)記錄多組數(shù)據(jù)，取穩(wěn)定的最大A值時(shí)的那組數(shù)據(jù)作為測(cè)定結(jié)果。（3）測(cè)定過(guò)程中，儀器會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)調(diào)零，調(diào)零時(shí)不記錄數(shù)據(jù)；等調(diào)零結(jié)束，數(shù)據(jù)穩(wěn)定后再記錄。（4）葉室可以用黑色卡紙擋住一部分，用于測(cè)定狹長(zhǎng)的葉片（如小麥葉片）。注意需計(jì)算實(shí)際葉面積（長(zhǎng)×寬），用實(shí)際葉面積重新計(jì)算各個(gè)光合參數(shù)，Tagas-1標(biāo)準(zhǔn)葉室面積是4.5"cm2。（5）對(duì)于無(wú)法測(cè)定光合面積的不規(guī)則葉片，可以用群體同化室測(cè)定，用單位鮮重表示其光合參數(shù)，具體換算方法參見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)[8]。6"儀器維護(hù)（1）電量低于10%時(shí)，必須盡快充電。若電池長(zhǎng)時(shí)間處于虧電狀態(tài)，則會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致電池報(bào)廢[4]。（2）吸收管口密封墊圈處可以涂抹少許凡士林，保證密封性良好。經(jīng)常檢查吸收管的“O”型圈是否老化和變形。如果老化變形，則要及時(shí)更換，保證吸收管和主機(jī)密封[7]。PLC插頭和葉室模擬器插頭每隔半年涂抹少量凡士林一次，多余的凡士林用紙巾或擦鏡紙擦掉。（3）3個(gè)吸收管兩端的過(guò)濾海綿撕裂破損或失去彈性后，也需要定期更換。吸收管下部的海綿比上部的過(guò)濾海綿更換頻率高，避免壓緊后影響透氣。（4）探頭和機(jī)身輕拿輕放，避免磕碰和撞擊。行走時(shí)，注意不要絆到連接的管線。（5）光合儀屬于高精度易損設(shè)備，存儲(chǔ)和使用時(shí)一定要放置在安全干燥的地方。（6）儀器要經(jīng)常清理灰塵，建議每年在非使用季節(jié)返廠維護(hù)保養(yǎng)。（7）定期檢查主機(jī)和葉室手柄上的螺絲是否松動(dòng)，尤其是葉室頭部頭螺絲較多。發(fā)現(xiàn)螺絲松動(dòng)時(shí)，請(qǐng)及時(shí)用螺絲刀擰緊，以免因螺絲丟失而造成儀器不能正常使用[7]。（8）儀器在長(zhǎng)期不用時(shí)，定期（45"d左右）給電池充電一次，并運(yùn)行儀器4"d排出濕氣[7]。（9）關(guān)機(jī)