尹小紅 李海林 曹放波 余政軍 楊柳

摘? 要? LI-6400光合儀是美國LI-COR公司的一款便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)。介紹該儀器使用中的常見故障、產(chǎn)生原因、解決辦法及日常維護(hù)，以期縮短儀器的維修時(shí)間，延長儀器的使用壽命，提高儀器的利用率。

關(guān)鍵詞? LI-6400光合儀；儀器；實(shí)驗(yàn)；光合速率

中圖分類號(hào)：G482? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）20-0015-03

0? 引言

LI-6400光合儀是美國LI-COR公司制造的一款開放型便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)，除可實(shí)時(shí)非破壞測(cè)量植物的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度等光合及水分生理指標(biāo)外[1]，還可以自動(dòng)記錄大氣CO2濃度、大氣溫度、大氣濕度、葉面溫度、光合有效輻射等環(huán)境參數(shù)。該儀器可通過更換不同的附件達(dá)到滿足不同測(cè)量要求的目的。為了獲得可靠的數(shù)據(jù)，操作者對(duì)儀器性能的了解以及測(cè)試前儀器的標(biāo)定就顯得尤為重要。筆者將使用過程中遇到的問題、積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析總結(jié)，以期為光合儀使用者提供幫助。

1? 常見故障及解決辦法

儀器在使用中會(huì)產(chǎn)生各種故障，有些問題是操作不當(dāng)以及儀器未達(dá)到正常的工作狀態(tài)導(dǎo)致，有些是因儀器部件磨損老化造成。無論什么原因，在使用中發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)查找故障原因予以糾正，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

1）開機(jī)后儀器顯示屏不顯示，一般考慮儀器是否因缺電需要更換電池。儀器正常使用至少需要兩塊6400-03電池，一般準(zhǔn)備四塊。當(dāng)電壓低于11.5 V時(shí)，儀器會(huì)發(fā)出警報(bào)，在使用狀態(tài)下不用關(guān)機(jī)逐一更換電池即可。還有一種可能就是儀器的開機(jī)鍵出現(xiàn)故障，更換或拆開清洗即可。

2）儀器預(yù)熱標(biāo)定時(shí)CO2和H2O無法調(diào)零，即CO2零點(diǎn)達(dá)不到±0.01 μmol mol-1，H2O達(dá)不到±0.01 mmol mol-1，需要更換堿石灰和干燥劑[2]。

3）出現(xiàn)“High Humidity Alert”（高濕報(bào)警），這種情況一般是因?yàn)閮x器從相對(duì)濕度較低的環(huán)境到濕度較高的環(huán)境，如從室內(nèi)或大田進(jìn)入溫室測(cè)量；或是因?yàn)閮x器從低溫度到高溫度且濕度較高的地方時(shí)，水汽在葉室內(nèi)凝結(jié)。出現(xiàn)這種情況時(shí)，儀器的預(yù)熱尤為重要，預(yù)熱時(shí)間也相對(duì)較長，另外可將水分干燥劑調(diào)節(jié)旋鈕向Bypass方向旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)氣更加干燥；或增大流速、提高冷卻器溫度，使其溫度升高，適應(yīng)新的溫度后警告可自動(dòng)消失。

4）出現(xiàn)“IRGA（s）Not Ready”，表明紅外氣體分析系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

①分析探頭與主機(jī)之間硬件連接松動(dòng)，尤其是IRGA圓形連接頭沒有完全插到位；同時(shí)檢查L行的AGC電壓值，看四個(gè)AGC的絕對(duì)值是否都大于5 000，如果均超過5 000，則是電纜線接觸不良或線纜內(nèi)部有斷線[3]。

②在測(cè)量界面檢查L行參數(shù)值。當(dāng)L行的AGC電壓值均在5 000內(nèi)時(shí)，檢查CSagc_mv是否大于1 500[4]，如果是，則說明樣品室內(nèi)較臟，需要對(duì)葉室和光路進(jìn)行清潔維護(hù)。

③檢查chopper motor運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。在測(cè)量界面，關(guān)閉葉室混合風(fēng)扇、流量泵，然后將分析頭貼在耳邊，聽是否有風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的沙沙聲：如果能聽到聲音，說明分析頭中的chopper motor是正常的；如果聽不到聲音，表示不能正常工作，需要維修。

④測(cè)量時(shí)一些雜質(zhì)如葉片、谷殼等隨氣流進(jìn)入分析系統(tǒng)，粘在紅外氣體分析系統(tǒng)的光路上，造成故障。

⑤儀器啟用睡眠模式（sleep mode），重新喚醒它時(shí)會(huì)出現(xiàn)此提示信號(hào)，幾分鐘后會(huì)自動(dòng)消失。

5）在測(cè)量過程中，光合儀內(nèi)部聲音突然加大，這是因?yàn)閮x器內(nèi)部泵工作壓力加大，是氣路中進(jìn)入雜物造成堵塞導(dǎo)致或是踩住進(jìn)氣管導(dǎo)致。

6）測(cè)量模式（New Measurements）下，凈光合速率Photo值波動(dòng)。如果使用CO2注入系統(tǒng)，測(cè)量前蘇打管要旋到SCRUB位置，而干燥管應(yīng)在Bypass位置。如不使用CO2注入系統(tǒng)，測(cè)量前兩個(gè)化學(xué)管均應(yīng)在Bypass位置，在這種情況下，出現(xiàn)Photo值不正常，則要檢查以下各項(xiàng)。

①CO2S值波動(dòng)而CO2R值穩(wěn)定。如果Cr穩(wěn)定，檢查葉室是否完全夾緊葉片，如未夾緊，則調(diào)節(jié)葉室手柄后的螺絲，將葉室夾緊。如果判斷是葉室泡沫墊片漏氣，則換上新的泡沫墊片后即可恢復(fù)正常。還可能是主機(jī)內(nèi)的管路接頭出現(xiàn)問題，如葉室固定螺絲松動(dòng)、葉室連接處的O型圈漏裝。

②CO2S值和CO2R值都波動(dòng)。這種情況先檢查進(jìn)氣是否穩(wěn)定，如在溫室或大棚內(nèi)測(cè)樣，要保證進(jìn)氣端的緩沖瓶足夠大（至少2 L以上），或使用CO2注入系統(tǒng)。如果確定進(jìn)氣是穩(wěn)定的，就要著重檢查化學(xué)藥品管的位置是否漏氣，如化學(xué)藥品管和主機(jī)接口處的O型圈是否完好，特別是剛更換過化學(xué)藥品，更需要檢查底蓋是否旋緊。

7）在用紅藍(lán)光源的情況下，凈光合速率Photo值過低或樣品間、不同植物間無差異。此時(shí)應(yīng)檢查葉室內(nèi)紅藍(lán)光源是否有光，若無光，則可能是未設(shè)置光強(qiáng)度；若設(shè)置后仍無反應(yīng)，則要檢查光源與探頭之間的連接口是否松動(dòng)，將其擰緊即可。

8）Ci（胞間CO2濃度）為負(fù)值。植物胞間Ci一般不可能為負(fù)值，如果出現(xiàn)這種情況，則一般是因?yàn)椋?/p>

①瞬間情況，植物沒有經(jīng)過充分的光適應(yīng)；

②匹配（match）的問題，匹配閥不工作或長時(shí)間不匹配；

③水分零點(diǎn)不正確，重新校準(zhǔn)；

④葉溫?zé)犭娕脊ぷ鞑徽?，用手指觸碰熱電偶，看h行Tleaf是否有變化，如與葉片接觸不良，要重新調(diào)節(jié)距離；

⑤葉溫零點(diǎn)Tleaf不對(duì)，拔下熱電偶與分析器連線，檢查h行Tleaf與Tblock是否相等（差值應(yīng)＜0.1），否則需要用平口小螺絲刀旋轉(zhuǎn)零點(diǎn)調(diào)節(jié)旋鈕，進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)節(jié)，然后重新連接熱電偶。

9）在匹配時(shí)出現(xiàn)泄漏（leak），可能是因?yàn)椋?/p>

①CO2R和CO2S未穩(wěn)定，匹配時(shí)會(huì)出現(xiàn)假報(bào)警；

②緩沖瓶容量不夠；

③如果連續(xù)匹配2～3次后仍不消失，則為真漏氣，需要檢查通氣管道是否連接好，葉室是否夾緊，氣路墊圈是否安裝好，葉室泡沫墊圈是否失去彈性（失去彈性則需要更換）。

10）Cond值不正常，可能原因包括：

①測(cè)試樣品葉面積小于葉室面積，導(dǎo)致葉片總導(dǎo)度大于邊界層導(dǎo)度，最終變成負(fù)值[5]；

②匹配故障，比較H2OS和H2OR是否很好匹配，如果H2OS小于H2OR（表示蒸騰為負(fù)值），則表明匹配不正確；

③葉溫傳感器故障，葉片導(dǎo)度依靠它，如果蒸騰速率正常，而氣孔導(dǎo)度不正確，那很有可能是葉溫檢測(cè)有誤，檢查葉溫傳感器是否與葉子很好接觸，調(diào)零是否正確。

2? 使用注意事項(xiàng)及維護(hù)

1）光合儀測(cè)定的葉面積很小，標(biāo)準(zhǔn)葉室僅為6 cm2，當(dāng)測(cè)量小于此面積的葉片時(shí)，如水稻苗期，需要量葉片的寬度或用葉面積儀測(cè)出葉面積，在后期導(dǎo)出的數(shù)據(jù)表中輸入實(shí)際的葉面積后方可得到真實(shí)數(shù)據(jù)。

2）為防止儀器進(jìn)氣口CO2濃度不穩(wěn)定，測(cè)定時(shí)進(jìn)氣緩沖瓶高度要高于操作者身高，遠(yuǎn)離操作者。需要特別注意此管不能落地，否則易吸進(jìn)水和灰塵，使讀數(shù)降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞紅外分析儀。

3）電纜保養(yǎng)。

①注意不要將電纜兩頭的金屬頭固定螺絲旋得太緊。

②測(cè)試完畢拔卸電纜時(shí)，不能直接拉電纜線，要握住金屬插頭拔卸。

③測(cè)試完畢，電纜要盤起來存放。

4）電池的維護(hù)保養(yǎng)。

①只要有電池在充電，充電指示燈就會(huì)亮。如果將它連接充電器，指示燈亮幾秒后熄滅，就表示電池已充滿。一般6400-03電池充滿電需要3 h，四個(gè)電池同時(shí)充電需要10 h左右。建議在充電器前加電源定時(shí)器，設(shè)定好充電時(shí)間，防止過充。

②測(cè)量完畢應(yīng)立即給電池充滿電，儀器長期放置不用時(shí)也應(yīng)當(dāng)每隔三個(gè)月充電一次。

5）葉室的維護(hù)。葉室閉合時(shí)，葉室的調(diào)節(jié)螺絲不能旋得太緊，否則容易將閉鎖桿折斷。每次測(cè)量完畢要清理葉室。光合儀不使用時(shí)應(yīng)松開葉室閉鎖，長時(shí)間不松開，紅藍(lán)光源上的白色泡沫墊圈一直處于受壓迫狀態(tài)，將失去彈性，無法恢復(fù)。

6）化學(xué)試劑的更換時(shí)間。當(dāng)干燥化學(xué)管中2/3的干燥劑變紅后即需要更換。將蘇打管旋至完全吸收狀態(tài)（FULL SCRUB），待CO2R的值降至最低時(shí)，向進(jìn)氣口吹氣，查看CO2R讀數(shù)，如果波動(dòng)大于2 μmol mol-1，則堿石灰需要更換。

7）干燥劑的恢復(fù)。換下的干燥劑可烘干重復(fù)利用，于210 ℃加熱90 min，取出稍降溫后，密封于玻璃瓶內(nèi)。

8）儀器進(jìn)水之后的處理。

①使用中發(fā)現(xiàn)儀器進(jìn)水應(yīng)立刻關(guān)機(jī)，防止水分通過進(jìn)氣管道進(jìn)入IRGA分析器內(nèi)。

②立刻清理主機(jī)外部進(jìn)氣管道、蘇打管和干燥管。檢查系統(tǒng)流量，如果流量最大值達(dá)不到650 μmol，則意味著系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)進(jìn)水，此時(shí)若通電試機(jī)，將有可能導(dǎo)致內(nèi)部電子元件損壞。正確的做法是立刻將儀器寄往公司維修，為維修爭(zhēng)取時(shí)間，使損失降到最低。

9）測(cè)試葉片的選擇。植物葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官，而葉綠素的多少直接影響光合速率的快慢，在一定的范圍內(nèi)，葉綠素含量越多，光合速率越強(qiáng)[6]。測(cè)定時(shí)應(yīng)該選擇有代表性的葉片，葉色、葉片角度、葉片有無病蟲害、葉片大小以及葉片測(cè)試位置等，都會(huì)直接或間接影響光合速率的測(cè)定[7-8]?？傊?，在測(cè)定植物光合速率過程中，應(yīng)該選擇能夠代表大多數(shù)植株的葉片，否則很難反映植物真實(shí)的光合速率。

3? 結(jié)束語

在使用LI-6400光合儀過程中，一定要做好測(cè)定前的準(zhǔn)備，如開機(jī)預(yù)熱，做好預(yù)熱期間溫度、光量子傳感器、大氣壓傳感器、葉室混合扇及氣路的檢查，預(yù)熱后葉室是否漏氣、流速零點(diǎn)、CO2和H2O IRGAs零點(diǎn)、葉溫?zé)犭娕嫉男?zhǔn)以及匹配閥的檢查。對(duì)于使用中碰到的各種問題要?dú)w納總結(jié)，以期及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障原因，不耽誤實(shí)驗(yàn)測(cè)試任務(wù)，為順利完成實(shí)驗(yàn)提供基本條件保障。

參考文獻(xiàn)

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[8] 丁瑞霞，聶俊峰，楊寶平.便攜式光合作用測(cè)定儀測(cè)定作物指標(biāo)問題探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（24）：147-150.

*項(xiàng)目來源：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)2021年教學(xué)改革研究項(xiàng)目“共享模式下高校大型儀器設(shè)備管理機(jī)制探索”（項(xiàng)目編號(hào)：XJJG-2021-002）。

作者：尹小紅，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，主要從事實(shí)驗(yàn)室安全管理及大型儀器設(shè)備管理研究；李海林，通信作者，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事儀器設(shè)備管理及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究；曹放波、余政軍、楊柳，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，研究方向?yàn)閮x器設(shè)備管理（410128）。