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LI-6400XT OPEN6.1 中文操作手册带首页(20101209)

LI-6400XT OPEN6.1 简易使用手册
基因有限公司
农业环境科学部 编译
北京力高泰科技有限公司
Version 6.1/2010

目录
温馨提示:测定注意事项与仪器日常检查 .....................................................................................4 LI-6400XT光合-荧光测定系统简介 .................................................................................................8 一 测定原理........................................................................................................................................9 二 硬件介绍......................................................................................................................................10 2.1 主机...................................................................................................................................... 10 2.2 电缆线.................................................................................................................................. 11 2.3 分析器.................................................................................................................................. 11 2.4 电池及充电器...................................................................................................................... 12 2.5 其他叶室.............................................................................................................................. 12 三 软件介绍——OPEN6.1 版本 ....................................................................................................13 3.1 开机过程中软件界面介绍.................................................................................................. 13 3.2 界面变化介绍...................................................................................................................... 14 3.2.1 主菜单变化................................................................................................................14 3.2.2 软件采用树形结构....................................................................................................15 3.3 配置菜单Config Menu功能介绍 ........................................................................................ 15 3.3.1 安装新叶室或光源配置程序....................................................................................15 3.3.2 如何在不关机状态切换到其它叶室程序................................................................18 3.4 校准菜单Calib Menu功能介绍........................................................................................... 18 3.4.1 校准程序操作介绍——以IRGA的校准为例...........................................................18 3.4.2 历史校准记录的调用................................................................................................19 3.4.3 返回厂家默认校准....................................................................................................19 3.5 用户菜单Utility Menu功能介绍......................................................................................... 20 3.5.1 文件传输方式............................................................................................................20 3.5.2 设定或修改当前时间和日期....................................................................................20 3.5.3 休眠模式....................................................................................................................21 3.6 测量菜单New Msmnts功能介绍 ........................................................................................ 21 3.6.1 常用参数行与功能行................................................................................................22
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3.6.2 光合基本测量过程....................................................................................................27 3.6.3 自动测量程序............................................................................................................32 四 光合测量步骤..............................................................................................................................36 4.1 基本测量步骤...................................................................................................................... 36 4.1.1 非控制环境条件的测量步骤....................................................................................36 4.1.2 控制环境条件的测量步骤........................................................................................36 4.2 光响应曲线测定步骤........................................................................................................... 37 4.3 CO2响应曲线测定步骤........................................................................................................ 38 五 荧光叶室(6400-40)的使用 ....................................................................................................40 5.1 更换荧光叶室...................................................................................................................... 40 5.2 加载荧光叶室配置文件...................................................................................................... 41 5.3 荧光叶室光源的校准.......................................................................................................... 42 5.4 荧光叶室的功能行与参数.................................................................................................. 46 5.5 几种常用荧光测定试验...................................................................................................... 46 六 6400-18 RGB三基色光源的使用 ..............................................................................................49 6.1 三基色光源硬件连接........................................................................................................... 49 6.2 6400-18 三基色光源的使用 ................................................................................................ 49 6.2.1 配合其它叶室使用....................................................................................................49 6.2.2 临时调用 6400-18 三基色光源——以标准叶室配置文件为例 ............................50 6.2.3 如何控制 6400-18 三基色光源 ................................................................................50 七 土壤呼吸测量室 6400-09 的使用 ..............................................................................................52 7.1 土壤呼吸室硬件组装步骤.................................................................................................. 52 7.1.1 拆卸光合叶室............................................................................................................52 7.1.2 安装土壤呼吸气室....................................................................................................54 7.1.3 主机气路改造............................................................................................................55 7.2 土壤呼吸室软件操作.......................................................................................................... 56 7.2.1 土壤呼吸操作界面、参数及功能............................................................................56 7.2.2 土壤呼吸测量操作步骤............................................................................................57 7.3 校准IRGA ZERO................................................................................................................. 59
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7.4 土壤呼吸室操作注意事项.................................................................................................. 60 八 维护保养......................................................................................................................................60 8.1 清洁样品室的步骤.............................................................................................................. 60 8.2 排除气路堵塞的方法.......................................................................................................... 65 8.2.1 气路堵塞的判断........................................................................................................65 8.2.2 那些地方容易堵塞....................................................................................................66 8.2.3 堵塞查找....................................................................................................................66 8.2.4 气路堵塞的处理........................................................................................................66 8.3 手柄自锁栓的更换及位置调节.......................................................................................... 67 8.4 电池、主机和分析器的维护保养...................................................................................... 69 8.4.1 电池的维护保养........................................................................................................69 8.4.2 主机的维护保养........................................................................................................69 8.4.3 分析器的维护保养....................................................................................................69 8.5 仪器不可进水...................................................................................................................... 69 九 常见问题及分析 .........................................................................................................................70 9.1 光合速率Photo值不正常 .................................................................................................. 70 9.1.1 预热是否完成............................................................................................................70 9.1.2 9.1.3 查看CO2R读数是否稳定 ........................................................................................70 查看CO2S读数是否稳定 ........................................................................................70
9.1.4 IRGA的零点是否正常............................................................................................71 9.1.5 9.2 植物生长状况所致..................................................................................................71
IRGA NOT READY问题解析 .......................................................................................... 71 9.2.1 硬件连接问题............................................................................................................71 9.2.2 9.2.3 9.2.4 分析器光路太脏......................................................................................................71 检查chopper motor 能否运行 ................................................................................71 主板电路、保险丝..................................................................................................72
9.3 Cond、Ci为负值 ............................................................................................................... 72 9.4 高湿报警High Humidity ................................................................................................... 72
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温馨提示:测定注意事项与仪器日常检查
1 测定注意事项
1.1 光合测定过程中的注意事项 1) 叶片生长环境一致, 且能代表满足实验目的需要的叶片生长微环境。 主要针对光环境。 2) 叶龄一致。避免使用衰老和不成熟叶片,例如,在叶芽状态时标记一批叶片。 3) 叶片之间无相互遮荫的叶片。 4) 生长状况良好的叶片,包括无病虫害、无损伤、水份和营养状况良好。 5) 测定过程中尽量保持叶片原来状态,包括位置,角度等。 6) 最适测量时间为上午 9:00 ~ 11:00,即双峰植株第一个光合状况最佳时间,如果是单 峰植株,则可以适当延长测定时间。 7) 进行同一个实验时, 为了增加对比性, 需要把不同叶片的外部环境设置相同。 如流速、 叶温、湿度等等。 8) 测定光响应和CO2响应曲线之前,进行光诱导。在饱和光强下诱导至稳定的最大净光 合速率(Pmax) 。此饱和光强不能太大,否则可能产生光抑制。提前确定最适诱导光 强和诱导时间。 9) 光下平衡时间。不同植株的净光合速率(Pn)稳定时间可能不同,为了准确测定不同 植株之间的光合能力差异,需要提前摸索光下稳定时间。 10) 饱和光强需要预备实验来确定。主要针对CO2响应曲线。 11) 测定表观量子效率(AQY)时应注意:I) 高CO2和低O2的条件下测定,以消除光呼吸 的影响;ii) 植株必须无光抑制和光破坏的情况,否则AQY大大降低;iii) 在用光响 应曲线计算时注意取点数和取点范围, 一般取点数为 5~8 最适宜, 取点范围在 20μmol m-2s-1___________ Page 4 ___________ 基因有限公司 农业环境科学部
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1.2 荧光测定过程中的注意事项 1) 测定暗适应植物,切忌打开活化光;反之,测定光适应植物,一定要打开活化光。 2) 荧光测定一定要保证植物有充足的暗适应和光适应! 3) 做猝灭时,针对暗适应的叶片和光适应的叶片,要用同样配置的测量光与饱和闪光, 否则淬灭数据错误。 4) 大量叶片淬灭测定注意事项 问题 1:样品多,耗时长 解决途径:成批样品统一光适应、统一暗适应;统一暗适应后测定所有植物的暗 适应参数;统一光适应后测定所有植物的光适应参数; 问题 2:导出的数据或在当时看到的 p 行中的 qN 以及 NPQ 值为虚假错误值 原因:非光化学淬灭参数 qN,NPQ 是利用 n 行参数和 o 行参数进行运算得到, 而 n 行参数和 o 行参数是随着测定的进行随时被更新的,对同一片叶子这两行参 数已经错位,所以计算值错误; 解决途径:导出数据,在 excel 下用原始测定数据和 qN,NPQ 计算公式,重新计 算这两个变量。 1.3 土壤呼吸测定过程中的注意事项 1) 提前几个小时或一天把 Collar 插入需要测定的土壤。如果土壤表面需要清理,提前一 天或者几个小时进行。 2) 为了增加测定可比性, 测定时间最好一致。 因为一天之中, 同一土壤“呼吸”变化很大。 3) 土壤室下边缘尽量靠近地面,增加混合程度,使测量气室底端距离地面 1~2 cm 为宜。 4) 增加测定点数,以期获得最真实土壤呼吸速率。 5) 保持土壤呼吸室遮荫,以免升温。 6) 如果测量点周围没有林冠,风吹动时会使得土壤呼吸室泄压口处产生气压波动,从而 导致测量值不稳定。6400-09 土壤呼吸室泄压口处设计有挡风盖来减少以上影响;但 是,为求测量数据更准确,最好在有风条件下用物体为土壤呼吸室挡风。 7) 降雨过后表层土将会变得饱和,土壤表面会形成一薄层阻挡气体扩散,在此饱和层下 面CO2浓度升高。当把土壤呼吸室下部边缘压入土壤时,会把饱和层破坏,在下层积 累的CO2气体随之向外散逸,这将导致测量出来的土壤呼吸值高于真实值两倍有余。 若在降雨前安放好Collar, 通常能减少测量时安放土壤呼吸室对饱和层所造成的破坏;
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尽管如此,在安放土壤呼吸室时也要非常小心,以免造成土壤Collar移位。
2 仪器状态的日常检查
日常检查可帮助您确保仪器测量数据的准确性,在离开实验室,或野外测量前能及时发 现仪器是否存在故障,这些既可以节省时间,也可节省人力和财力。在此我们介绍一些日常 需要检查的项目,推荐大家经,可能对您的实验有些帮助。
2.1 预热期间检查 1) 检查温度 ? 检查h行三个温度值Tblock, Tair和 Tleaf,是否合理,且彼此相差应该在1℃以内; ? 叶温热电偶的位置是否正确,直接测量叶片温度时,叶温热电偶的结点位置应高于 叶室垫圈约1mm,保证夹叶片时能与叶片充分接触;如果使用能量平衡方法测量叶片 温度, 则叶温热电偶的结点位置应低于叶室垫圈1mm, 确保夹叶片时, 接触不到叶片。 2) 检查光源和光量子传感器 ? 检查光源是否工作,且工作正常; ? 检查g行 ParIn_μm 和ParOut_μm传感器是否有响应。 3) 检查大气压传感器 ? 检查g行Prss_kPa值是否合理。一般在海平面大气压值约100kPa ,海拔300米大气压 约为 97 kPa , 海拔1500米约83 kPa 且随天气变化, 大气压可能会有1到2 kPa的变化。 4) 检查叶室混合扇 ? 在测量菜单中,按2,f1,按O关闭,或按F打开叶室混合扇,将分析器头部放到耳朵 旁边,听分析器头部声音是否有变化,如果有变化,表示正常。 5) 检查是否存在气路堵塞 ? 设定流速为1000,将化学管旋钮拧到完全bypass,检查仪器实际流速能否达到650以 上,如果都能达到,则说明气路没有堵塞;如果发现有达不到的现象,则分别检查两 个化学药品管,方法都是将调解旋钮从bypass一侧完全旋到scrub一侧,检查流速下降 是否大于20,如果大于20,,同时在拧化学药品管时,伴随有较大噪声,则相应药品 管存在气路堵塞。 ? 常见堵塞地方是:化学管内过滤嘴;化学管顶部的两个聚乙烯透明管。具体检查方 法见本文8.2章节的介绍。
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2.2 预热后检查 6) 叶室的漏气检查 ? 要检查是否漏气,需要化学管调到完全吸收位置,然后在叶室周围吹气,如果发现a 行样品室CO2的读数变化大于2ppm,说明叶室可能有漏气。 常发生漏气的地方:上下叶室泡沫垫圈;上下叶室的O形密封圈;排气管;叶室后部 三孔泡沫垫。 7) 检查流速零点 ? 关闭泵(测量菜单,按2,f2,按N),然后关闭叶室混合扇(按2,f1,按O); ? 检查b行Flow是否在±2ppm之间,如果在,表示正常;如果不在此范围,需进入校准 菜单,进行Flow meter zero。 8) 检查CO2和H2O IRGAs零点 ? 将两个化学管都旋至完全吸收位置,完全闭合叶室; ? 等待大约5分钟,参比室和样品室CO2和H2O会降到零附近。如果CO2读数在±5ppm以 内;H2O在±0.5毫摩尔每摩尔以内,说明零点正常,不需要校准。如果它们超过这个 范围,且还有下降的趋势,我们建议您再等大约10min,此时可以检查干扰零点的其 它原因,如化学药品失效、AGC电压值异常、样品室太脏或叶室漏气等。排除以上 原因后,如果还不能达到要求,需进入校准菜单,进行IRGAs zero。 9) 校准叶温热电偶的零点 ? 拔出连接插头,切断叶温热电偶连接,然后检查h行Tblock和Tleaf温度差值是否在 0.1℃以内,如果不在0.1℃以内,那么需要调节电位调节器进行校准。 10) 检查匹配阀 ? 检查匹配阀是否工作;(注意匹配前将两个化学药品管拧到完全bypass) ? 应该在每天开始测量前,进行一次匹配。建议每测量一叶片都先匹配一下,待数据 稳定后再记录,如果做实验时,每次测量都要改变CO2浓度,那么每改变一次CO2浓 度,也需要进行一次匹配。
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LI-6400XT 光合-荧光测定系统简介
LI-6400XT测定系统不仅可用于研究植物光合作用,还可用于叶绿素荧光、植物呼吸、植 物蒸腾、 群落光合及土壤呼吸等多项指标的测定, 这些功能的完美集成使得LI-6400XT成为引 领生理生态学研究领域重要的必不可少的基础研究设备。其主要测量参数包括:净光合速率 (Pn) 、气孔导度(Gs) 、蒸腾速率(E) 、胞间CO2浓度(Ci) 、大气CO2浓度(Ca) 、光量子 通量密度(PPFD) 、叶温(TL) 、空气相对湿度(RH)等。 若配备 6400-40 荧光叶室还可同时得到以下参数:最大荧光(Fm) 、初始荧光(F0) 、可 变荧光(Fv) 、光化学效率(ΦPSII) 、光化学猝灭(qP) 、非化学猝灭(qN/NPQ)等。 若配备 6400-02LED红蓝光源和 6400-01CO2注入系统还可进行多种响应曲线测定,如光 响应曲线、CO2响应曲线等,并在相关模型支持下进一步计算光饱和点、光补偿点、表观量 子效率、CO2饱和点、CO2补偿点、羧化效率等多项重要生理生态指标。 若配备 6400-18 RGB 三基色光源,可进行全光谱下的光合测定。 若配 6400-09 土壤呼吸室,可进行土壤呼吸的测定。
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一 测定原理
LI-6400XT 测量系统的特点: 开路式:可保证测定条件与植物生长的环境条件一致,见下图; 分析室与叶室直接相连:消除了气体在管道中吸附而导致的检测误差,见下图红线标识;
差分式:精确测量出样品室和参比室之间CO2、H2O的浓度差异; 匹配(match) :在短时间内将样品室与参比室的气路改变,使之通入同一样品气,并将 两个检测器的读数自动调整一致,消除了系统内部误差,保证测量的准确性(见下图) 。
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二 硬件介绍
CF 卡、无线网卡插槽
主机
连接线
分析器
2.1 主机
化 学 药 品 管 端
管 线 连 接 端
开关 电池槽
参比室与样品室(带 黑圈)气体出口
连接缓冲瓶 的进气口
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2.2 电缆线
2 个不同的 D 形 接口端与主机相 连
圆形接口端与分 析器相连, 要求: 红点相对,直插 直拔 带有黑色标识的为 样品管道
2.3 分析器
分析器
背 面
叶室
匹配阀
Tleaf 叶温 电 位调 节 钮
控温风扇 叶温热电偶(紫色插头) 外置光量子传感器
红蓝光源接口 左侧 右侧
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2.4 电池及充电器
可以 同 时给 四 块电 池 充电
2.5 其他叶室
各种形状的叶室,如簇状叶室、狭长叶室、针叶叶室、透明底叶室、土壤呼吸室等,如 下图:
多种光源选择: 6400-02B 红蓝光源
6400-40 荧光叶室
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6400-18 RGB 光源,及 6400-17 整株拟南芥叶室
三 软件介绍——OPEN6.1 版本
3.1 开机过程中软件界面介绍
仪器开启后显示有两种:若仪器安装了其它叶室的配置文件,显示为下图
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选择相应的叶室配置文件,回车后界面为下图
若没有安装其他叶室,则开机后直接进入到上图界面“Is the Chamber/IRGA connected? (Y/N)”,选择 Y,到 LI-6400XT Photosynthesis System Open 6.1 主界面,预热 15~20 分钟。
开机后界面说明(如上图) : 第一行是 LI-6400XT 测定系统的名称;第二行是当前系统版本号 6.1; 第三行是用户存储空间已被占用的百分比;第四行显示的是当前时间和电池电压; 第五行显示的是操作系统主菜单,每个主菜单下都有一个红色的功能键 f1 到 f5,对应上 面的功能菜单,主菜单具体介绍如下: f1 对应 Home Menu,主要介绍仪器版本号和部分用于维修诊断模式,不常用; f2 对应 Config Menu,配置菜单,主要用于对当前程序配置或编辑,详细见后述; f3 对应 Calib Menu,是校准菜单,所有校准工作均在此主菜单下进行,详见后述; f4 对应 New Msmnts,是测量菜单,所有测量均在此菜单下进行,最重要; f5 对应 Utility Menu,是用户菜单,也较为重要,详见后述。
3.2 界面变化介绍
3.2.1 主菜单名称变化由旧版本的 Welcome Menu 改为 6.1 版本的 Home Menu HomeMenu 中的内容与以前版本基本相同,此不详述。
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3.2.2 软件采用树形结构 除了测量菜单之外其余四个主菜单内均采用树形结构,如下 4 个图,对每一个主要功能, 点击 f1 键,均可将其包含的内容以树形结构显示,具体内容见后面详细介绍。
3.3 配置菜单 Config Menu 功能介绍
3.3.1 安装新叶室或光源配置程序 点击 f2 主菜单对应 Config Menu,内容显示 如下图: “New…”相当于旧版本的“installation menu” 功能,即安装标准叶室之外的其他叶室或光源对 应的程序。选中“New…”,回车或者按 f1 下拉菜 单键,进入目录,新叶室程序的安装分为五类。如果安装的是光源,则选择“Light sources”; 类别描述很清晰,只需要考虑所要安装的硬件特点找对应的软件程序即可,见下图。
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光源程序主要包括以下几大类。除了以前的红蓝光源 6400-02B 和荧光 6400-40 外,新版 本增加了 6400-18RGB 光源,为整株植物光合测定设计的三基色光源,三种颜色可单独控制。
下面以安装红蓝光源程序为例,介绍在 6.1 版本下 Config Menu 的操作步骤: 第一步:进入 Config Menu,按 F1 第二步:选中红蓝光源的配置文件
第三步*:选中序列号(与硬件对应)
第四步:选择叶室底部特征
第五步:选择叶温测量模式和叶片类型
第六步:一般按字母 N(见下文)
第六步有三个选项: N) implement them as New config: named “LED2×3”:选择该选项,则将该配置文件保存到系统中, 6400-02B 光源的程序名称定为“LED2×3”,下次开机可直接调用此名称,进入红蓝光源配置。当 ___________ Page 16 ___________ 基因有限公司 农业环境科学部
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然,此文件名也可自定义编辑。 C) apply them to the Current config:直接使用该程序,但该光源的程序没有被独立保存到系统中,不 建议选择此项,否则会修改当前文件的配置。 V) View the modifications:查看相应的参数 第三步*注: 若主机首次新增 6400-02B 叶室或其它叶室时,此时应先在 f3 对应的 Calib Memu 中,选 择 View/Edit Accessory Cals…>SELECT>Add,来添加相应的序列号、校准参数及校准时间。
以上介绍了光源的安装步骤, 除光源之外, Config Menu 还包括大叶室和其他叶室的安装: 大叶室在 Large Chambers 的选项下,如左下图,选中 Large Chambers,回车或按 f1,出现右 下图的选项,主要包括针状叶室 6400-07,狭长叶室 6400-11,簇状叶室 6400-05,以及新推 出的 6400-17 整株拟南芥叶室等。安装方法简单,根据软件提示安装,注意校准参数的修改、 安装(同旧版本) 。
其他叶室主要包括土壤呼吸叶室 6400-09 和过去的小叶叶室 6400-15,如下左图,其中选 择 6400-15 叶室后还要选择相应的光源,如下右图,自然光为 Sun+Sky。
同时,在原有配置文件外,新版软件还增加了其他几个硬件的配置程序,在“New…”下 的最后一个 Special Configrations,见下左图,回车进入,可以看到有如下配件,见右下图, 除了以前的选项外,新增了 LI-610 控制功能,可以与 LI-610 露点发生器相连,单独控制水分 浓度。
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3.3.2 如何在不关机状态切换到其它叶室程序 方法如下: 进入主菜单 Config Menu 下的 Open(下左图) ,回车,出现已安装的配置文件,如下右 图,选中要进入的叶室或光源的配置文件,如 LED2×3,回车,系统自动进入选中的叶室, 按 Esc 健退出,完成。附:功能等同旧版本 Config Menu 下的 Reset Menu。
3.4 校准菜单 Calib Menu 功能介绍
3.4.1 校准程序操作介绍——以 IRGA 的校准为例 第一步:进入校准菜单,找到 IRGA zero 第二步:确定满足要求,按 Y
第三步:确定化学药品管的旋钮位置
第四步:按 f1 或 f2 开始校准
第五步:应用校准,OPEN6.1 版本已没有校准后保存记录这一项,只要做了校准,系统 会自动保存。 (注意校准前要考虑数据的稳定性,即CO2的数据变化稳定到 0.1 而H2O的变化 稳定到 0.01,建议两个参数分开做调零,尽量不要一起调。 )
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