SPAD 葉綠素儀測量原理

SPAD是 Soil and Plant Analyzer Development(土壤、植物分析儀器開發(fā)的)的縮寫。SPAD值是一個(gè)葉綠素相對(duì)含量讀數(shù)，也稱為“綠色程度”，通過比較接收器接收到的光照強(qiáng)度和發(fā)射光強(qiáng)度，確定葉綠素的含量，表示為SPAD值，通過數(shù)值的大小來定量描述葉片的“綠色程度”。

采用光電無損檢測方法測量葉綠素含量的快速方法：葉綠素吸收峰是藍(lán)光和紅光區(qū)域，在綠光區(qū)域是吸收低谷，并且在近紅外區(qū)域幾乎沒有吸收?；诖?，選擇紅光區(qū)域和近紅外區(qū)域測量葉綠素。具體過程是讓由發(fā)光二極管發(fā)射紅光(峰值波長650 nm)和近紅外光(峰值波長940 nm)。葉綠素吸收波長為650nm的紅光，但并不吸收波長為940nm的紅外光，紅外光的發(fā)射和接收主要是為了消除葉片厚度等方面對(duì)測量結(jié)果的影響。紅光到達(dá)葉片后，一部分被葉片的葉綠素所吸收，少量被反射后，剩下的透過葉片被接收器轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的電信號(hào),然后通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，微處理器利用這些數(shù)字信號(hào)計(jì)算葉綠素的相對(duì)含量，表示為SPAD值，顯示并存儲(chǔ)。計(jì)算SPAD值的步驟如下：

1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(無葉片), 2個(gè)光源依次發(fā)光并轉(zhuǎn)換為電信號(hào),記錄發(fā)射光強(qiáng)度；

2)插入葉片之后，2個(gè)光源再次發(fā)光，將葉片的透射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，記錄透射光強(qiáng)度；

3)運(yùn)用以上2個(gè)步驟的數(shù)據(jù)代入公式(1)5計(jì)算SPAD:

式中: K為常數(shù); IR1 為接收到的經(jīng)過葉片的940nm紅外光強(qiáng)度, IRo為發(fā)射的紅外光強(qiáng)度； R1為接收到的經(jīng)過葉片的650 nm紅光強(qiáng)度，R0為發(fā)射的紅光強(qiáng)度。