SPAD-502的由來以及原理
SPAD-502的由來以及原理
近年來,隨著人們對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)地表水和地下水污染的日益關(guān)注,如何準(zhǔn)確地對(duì)作物進(jìn)行氮肥推薦變得越來越重要。很多測(cè)試方法都包括土壤、植物采樣,樣品處理和室內(nèi)常規(guī)分析或田間簡(jiǎn)易設(shè)備測(cè)定等步驟。其共同的不足之處就在于都要求樣品的采集和處理,從樣品采集到提供測(cè)試結(jié)果需要一段時(shí)間。另外許多大田作物在缺氮時(shí)會(huì)表現(xiàn)出一些肉眼可見的癥狀,如玉米在缺氮脅迫下,氮從老葉向幼葉轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致老葉失綠;相反,供氮過量的植株,葉片顏色深綠,并且延遲作物衰老。通過觀測(cè)葉片顏色變化來評(píng)價(jià)作物氮營(yíng)養(yǎng)狀況已經(jīng)在生產(chǎn)中獲得應(yīng)用。利用葉色作為推薦施肥指標(biāo)最初是在水稻上開始應(yīng)用,因?yàn)樵S多應(yīng)用于旱地作物的土壤和植株診斷方法不適合于水稻。同時(shí),葉色也是水稻氮營(yíng)養(yǎng)比較敏感的指標(biāo),葉色與葉片含氮量呈正相關(guān)。應(yīng)用葉色測(cè)定植物氮營(yíng)養(yǎng)狀況經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段:①首先測(cè)定光的不同特性;②通過常規(guī)浸提方法測(cè)定葉綠素含量;③利用標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較葉色深淺;④測(cè)定光的通過率來反映葉色深淺。
水稻種植者常用肉眼觀測(cè)葉色變化來判斷是否缺肥,但是用目視方法來判斷綠色深淺受光線影響,屬于相對(duì)和非定量的方法。Nada最早利用光的發(fā)射比率來定量葉色，此后通過葉片顏色來預(yù)知植物氮素營(yíng)養(yǎng)狀況的研究越來越多。而就在這時(shí)，一種基于測(cè)定葉片葉綠素相對(duì)含量的便攜式葉綠素儀測(cè)量方法引起了大家的關(guān)注。隨著不斷的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，便攜式葉綠素儀已經(jīng)能夠很好的測(cè)定作物的氮肥缺失，而且在水稻、蘋果、棉花等作物上得到了廣泛的應(yīng)用。
SPAD-502測(cè)定原理（其中SPAD-502是便攜式葉綠素儀的一種，而且這款型號(hào)的葉綠素儀其性能大大高于同類產(chǎn)品）：葉綠素對(duì)不同波長(zhǎng)的光存在吸收差異,在紅光區(qū),葉綠素a和b都有最大吸收峰,而在近紅外區(qū),幾乎沒有吸收。因此,SPAD-502采用雙波長(zhǎng)發(fā)光二極管(LED)光源,一個(gè)為紅光LED,波長(zhǎng)為650nm,另一個(gè)為近紅外LED,波長(zhǎng)為940nm。儀器的光線接收系統(tǒng)為硅光二極管,它將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)。電信號(hào)經(jīng)放大器放大后再由A/D轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)通過微處理器處理,計(jì)算出相對(duì)葉綠素讀數(shù)(SPAD)值。計(jì)算結(jié)果通過液晶顯示器顯示,同時(shí)儲(chǔ)存在內(nèi)存中,可以通過儀器面板上的控制鍵進(jìn)行調(diào)出、刪除、求平均值等操作。儀器的光源固定在測(cè)定頭上,當(dāng)測(cè)定頭閉合時(shí),光源開啟,LED發(fā)出的光線通過待測(cè)樣品進(jìn)入接收器。每次開機(jī)時(shí),儀器進(jìn)行自檢,兩種波長(zhǎng)的光不經(jīng)過任何樣品直接照射到接收器,經(jīng)放大器和轉(zhuǎn)換器處理,微處理器計(jì)算兩種波長(zhǎng)光的光密度比值。每次測(cè)定樣品后,微處理器同樣計(jì)算兩種波長(zhǎng)光的光密度比值,通過對(duì)比有無待測(cè)樣品時(shí)光密度的差異來計(jì)算SPAD值。因此,讀數(shù)結(jié)果是一個(gè)無量綱數(shù)值。這個(gè)值和供測(cè)樣品中葉綠素含量成正相關(guān)。
