SPAD-502的由來以及原理

近年來,隨著人們對農業生產地區地表水和地下水污染的日益關注,如何準確地對作物進行氮肥推薦變得越來越重要。很多測試方法都包括土壤、植物采樣,樣品處理和室內常規分析或田間簡易設備測定等步驟。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試結果需要一段時間。另外許多大田作物在缺氮時會表現出一些肉眼可見的癥狀,如玉米在缺氮脅迫下,氮從老葉向幼葉轉移,導致老葉失綠;相反,供氮過量的植株,葉片顏色深綠,并且延遲作物衰老。通過觀測葉片顏色變化來評價作物氮營養狀況已經在生產中獲得應用。利用葉色作為推薦施肥指標最初是在水稻上開始應用,因為許多應用于旱地作物的土壤和植株診斷方法不適合于水稻。同時,葉色也是水稻氮營養比較敏感的指標,葉色與葉片含氮量呈正相關。應用葉色測定植物氮營養狀況經歷了幾個發展階段:①首先測定光的不同特性;②通過常規浸提方法測定葉綠素含量;③利用標準比色卡比較葉色深淺;④測定光的通過率來反映葉色深淺。

水稻種植者常用肉眼觀測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,屬于相對和非定量的方法。Nada最早利用光的發射比率來定量葉色，此后通過葉片顏色來預知植物氮素營養狀況的研究越來越多。而就在這時，一種基于測定葉片葉綠素相對含量的便攜式葉綠素儀測量方法引起了大家的關注。隨著不斷的實驗驗證，便攜式葉綠素儀已經能夠很好的測定作物的氮肥缺失，而且在水稻、蘋果、棉花等作物上得到了廣泛的應用。

SPAD-502測定原理（其中SPAD-502是便攜式葉綠素儀的一種，而且這款型號的葉綠素儀其性能大大高于同類產品）：葉綠素對不同波長的光存在吸收差異,在紅光區,葉綠素a和b都有最大吸收峰,而在近紅外區,幾乎沒有吸收。因此,SPAD-502采用雙波長發光二極管(LED)光源,一個為紅光LED,波長為650nm,另一個為近紅外LED,波長為940nm。儀器的光線接收系統為硅光二極管,它將光信號轉換為模擬電信號。電信號經放大器放大后再由A/D轉化器轉化為數字信號。數字信號通過微處理器處理,計算出相對葉綠素讀數(SPAD)值。計算結果通過液晶顯示器顯示,同時儲存在內存中,可以通過儀器面板上的控制鍵進行調出、刪除、求平均值等操作。儀器的光源固定在測定頭上,當測定頭閉合時,光源開啟,LED發出的光線通過待測樣品進入接收器。每次開機時,儀器進行自檢,兩種波長的光不經過任何樣品直接照射到接收器,經放大器和轉換器處理,微處理器計算兩種波長光的光密度比值。每次測定樣品后,微處理器同樣計算兩種波長光的光密度比值,通過對比有無待測樣品時光密度的差異來計算SPAD值。因此,讀數結果是一個無量綱數值。這個值和供測樣品中葉綠素含量成正相關。