前言(yan)

PTM-50植物生理生態監(jian)測(ce)系(xi)統在原有(you)PTM-48A基礎(chu)上(shang)升級而(er)來(lai)，可(ke)長期、自動(dong)監測(ce)植物的(de)光合(he)速(su)率、蒸(zheng)騰速(su)率，植物生理生長狀態(tai)，環境(jing)因子(zi)，從而(er)得(de)到植物的(de)全(quan)面的(de)信息(xi)。

主要功(gong)能特點(dian)

l 系(xi)統具(ju)備(bei)4個(ge)自動(dong)開(kai)合(he)的(de)葉(ye)室(shi)，可在20秒內獲(huo)得(de)葉(ye)片的CO₂、H₂O交換速(su)率。

l PTM-50植物生理生態監(jian)測(ce)系(xi)統標配(pei)1個(ge)數字(zi)通(tong)道(dao)連接(jie)RTH-50多(duo)功(gong)能傳感器(qi)（可(ke)測(ce)定總輻(fu)射、光合(he)有(you)效(xiao)輻(fu)射、空(kong)氣溫度&濕(shi)度(du)、露(lu)點溫度等）。

l 分(fen)析(xi)單元升級為雙(shuang)通(tong)道(dao)測(ce)量(liang)，新款的(de)PTM-50由之前的(de)1個(ge)分(fen)析(xi)器分(fen)時(shi)測(ce)量(liang)，升級為2個(ge)獨(du)立(li)分(fen)析(xi)器，實時(shi)測(ce)量(liang)參(can)比氣和樣(yang)品氣的濃(nong)度(du)差，增強(qiang)了對(dui)環境(jing)CO₂、H₂O波(bo)動(dong)的耐(nai)受(shou)能力，數據(ju)更加穩(wen)定可(ke)靠(kao)。

l 可選的植物生理指(zhi)標監(jian)測(ce)傳感器(qi)以無線方式傳送數據(ju)，傳感器(qi)可(ke)與PC獨(du)立(li)連接(jie)，布(bu)設(she)更(geng)為(wei)靈(ling)活(huo)。

l 可同時(shi)配備(bei)葉(ye)綠(lv)素熒光自動(dong)監測(ce)模(mo)塊(kuai)進(jin)行葉綠(lv)素熒光實時(shi)監測(ce)。

l 系(xi)統通(tong)過(guo)2.4GHz RF和3G實現(xian)無線通訊和網絡化。

上圖(tu)為(wei)PTM-50系(xi)統結(jie)構(gou)圖(tu)

應用領域(yu)

² 應用於(yu)植物生理學、生態學(xue)、農(nong)學、園藝學(xue)、作(zuo)物學(xue)、設(she)施(shi)農(nong)業(ye)、節水(shui)農(nong)業(ye)等研(yan)究領(ling)域(yu)

² 比較(jiao)不(bu)同物種(zhong)、不(bu)同品種(zhong)的(de)差異(yi)

² 比較(jiao)不(bu)同處理、不(bu)同栽培條件(jian)對(dui)植物的(de)影(ying)響

² 研究植物光合(he)、蒸(zheng)騰、生長的限(xian)制(zhi)因(yin)子(zi)

² 研究生長環境(jing)對(dui)植物的(de)影(ying)響及(ji)植物對(dui)環境(jing)變化的(de)響(xiang)應(ying)

上圖(tu)為(wei)主機與圓(yuan)形葉室照(zhao)片

基本(ben)配置(zhi)組(zu)成(cheng)

Ÿ 1×PTM-50系(xi)統控(kong)制(zhi)臺(tai)

Ÿ 1×電源適(shi)配器(qi)

Ÿ 1×蓄電池(chi)連(lian)接線

Ÿ 1×RTH-50多(duo)功(gong)能傳感器(qi)

Ÿ 4×LC-10R葉室，測(ce)量(liang)面積(ji)10 cm²

Ÿ 4×4米氣體連接(jie)管(guan)

Ÿ 2×1.5米不(bu)銹鋼(gang)支(zhi)架

Ÿ 選配無(wu)線傳感器(qi)

Ÿ 英(ying)文(wen)軟(ruan)件(jian)

Ÿ 英(ying)文(wen)說(shuo)明(ming)書(shu)

技(ji)術(shu)指(zhi)標

l 工(gong)作(zuo)方式(shi)：自動(dong)持續測(ce)量(liang)

l 葉室取樣(yang)時(shi)間：20s

l CO₂測(ce)量(liang)原理：雙(shuang)通(tong)道(dao)非色(se)散(san)紅(hong)外(wai)氣體分(fen)析(xi)器

l CO₂濃(nong)度(du)測(ce)量(liang)範圍：0-1000 ppm

l CO₂交換速(su)率的(de)額(e)定測(ce)量(liang)範圍：-70-70 μmolCO₂ m^-2 s^-1

l H₂O測(ce)量(liang)原理：集(ji)成(cheng)型空(kong)氣溫度和濕(shi)度(du)傳感器(qi)

l 葉(ye)室空氣流速(su)：0.25L/min

l RTH-50 多(duo)功(gong)能傳感器(qi)：溫度-10到60℃；相對(dui)濕(shi)度(du)：3-100%RH；光合(he)有(you)效(xiao)輻(fu)射：0-2500μmolm^-2s^-1

l 測(ce)量(liang)間隔(ge)：5-120分(fen)鐘(zhong)用戶(hu)自定義(yi)

l 存儲(chu)容量：1200條數據(ju)，采樣(yang)頻率為30分(fen)鐘(zhong)時(shi)可存儲(chu)25天

l 連接(jie)管(guan)的(de)標準(zhun)長度：4m§

l 電(dian)源：9 到 24 Vdc

l 通訊方式：2.4GHz RF和3G網絡通訊

l 環境(jing)防(fang)護級別(bie)：IP55

l 可選配葉室(shi)和傳感器(qi)

1. LC-10R 透(tou)明(ming)葉室(shi)：圓形葉室，面積(ji)10cm²，空氣流速(su)0.23±0.05L/min

2. LC-10S 透(tou)明(ming)葉室(shi)：矩形葉室，13×77mm，10cm²，空氣流速(su)0.23±0.05L/min

3. MP110葉綠素熒光自動(dong)監測(ce)模(mo)塊(kuai)，可(ke)自動(dong)監測(ce)Ft、QY等葉(ye)綠(lv)素熒光參(can)數

4. LT-1 葉面溫度傳感器(qi)：測(ce)量(liang)範圍0-50℃

5. LT-4 葉面溫度傳感器(qi)：4個(ge)LT-1傳感器(qi)集(ji)成(cheng)，用以估算(suan)葉面平(ping)均(jun)溫度

6. LT-IRz 紅外(wai)溫度傳感器(qi)：範(fan)圍0-60℃，視野(ye)範(fan)圍5：1

7. SF-4 植物莖(jing)流傳感器(qi)：大10ml/h，適(shi)用於(yu)直(zhi)徑(jing)2-5mm莖(jing)桿(gan)

8. SF-5 植物莖(jing)流傳感器(qi)：大10ml/h，適(shi)用於(yu)直(zhi)徑(jing)4-10mm莖(jing)桿(gan)

9. SD-5 莖(jing)桿(gan)微變化傳感器(qi)：行程0到5mm，適用於(yu)直(zhi)徑(jing)5-25mm莖(jing)桿(gan)

10. SD-6 莖(jing)桿(gan)微變化傳感器(qi)：行程0到5mm，適用於(yu)直(zhi)徑(jing)2-7cm莖(jing)桿(gan)

11. SD-10 莖(jing)桿(gan)微變化傳感器(qi)：行程0到10mm，適用於(yu)直(zhi)徑(jing)2-7cm莖(jing)桿(gan)

12. DE-1 樹幹(gan)生長傳感器(qi)：行程0到10mm，適用於(yu)直徑(jing)6cm以上樹幹(gan)

13. FI-L 大型(xing)果實生長傳感器(qi)：範圍30到160mm，適用於(yu)圓(yuan)形果實

14. FI-M 中型果實生長傳感器(qi)：範圍15到90mm，適用於(yu)圓(yuan)形果實

15. FI-S 小型果實生長傳感器(qi)：範圍7到45mm，適用於(yu)圓(yuan)形果實

16. FI-XS 微型果實生長傳感器(qi)：行程0到10mm，適用於(yu)直(zhi)徑(jing)4到30mm的圓形果實

17. SA-20 株(zhu)高傳感器(qi)：範圍0到50cm

18. SMTE 土(tu)壤(rang)水分(fen)、溫度、電導(dao)率三參(can)數傳感器(qi)：0 到 100 % vol.% WC ; -40 到 50 °C ; 0 到15 dS/m

19. PIR-1 光合(he)有(you)效(xiao)輻(fu)射傳感器(qi)：波(bo)長400到700nm，光強(qiang)0到2500μmolm^-1s^-1

20. TIR-4 總輻(fu)射傳感器(qi)：波(bo)長300到3000nm，輻(fu)射0到1200W/m²

21. ST-21 土(tu)壤(rang)溫度傳感器(qi)：範(fan)圍0到50 °C

22. LWS-2 葉片濕(shi)度(du)傳感器(qi)：產生與傳感器(qi)表(biao)面濕(shi)度(du)成(cheng)比例(li)的指(zhi)示(shi)信號

軟(ruan)件(jian)界面與(yu)數據(ju)

上圖(tu)右(you)展示(shi)的是(shi)24小時(shi)內CO₂（CO₂ EXCHANGE）、莖(jing)流（SAP FLOW）、蒸騰速(su)率（VPD）、光合(he)有(you)效(xiao)輻(fu)射（PAR）的連續變(bian)化，這是便(bian)攜(xie)式(shi)光合(he)儀(yi)無(wu)法做(zuo)到的

應用案例(li)

Net CO₂ uptake rates for Hylocereus undatus and Selenicereus megalanthus under field conditions: Drought influence and a novel method for analyzing temperature dependence, Ben –Asher. J. et al. 2006, Photosynthetica, 44(2): 181-186

本(ben)研究測(ce)量(liang)量天尺（Hylocereus undatus，果實為火(huo)龍果）和蛇鞭(bian)柱(zhu)（Selenicereus megalanthus）在高(gao)溫下CO₂吸收率的(de)變化，並(bing)分(fen)析(xi)了其(qi)生理生化變(bian)化。

產地

歐洲

選配技(ji)術(shu)方(fang)案(an)

1) 與葉綠(lv)素熒光儀組(zu)成(cheng)光合(he)作(zuo)用與葉(ye)綠(lv)素熒光測(ce)量(liang)系(xi)統

2) 與FluorCam聯用組(zu)成(cheng)光合(he)作(zuo)用與葉(ye)綠(lv)素熒光成(cheng)像(xiang)測(ce)量(liang)系(xi)統

3) 可選配高(gao)光譜成(cheng)像(xiang)實現(xian)從單葉片到復合(he)冠(guan)層(ceng)的光合(he)作(zuo)用時(shi)空變(bian)化研(yan)究

4) 可選配O₂測(ce)量(liang)單元

5) 可選配紅(hong)外(wai)熱(re)成(cheng)像(xiang)單元以分(fen)析(xi)氣孔(kong)導(dao)度動(dong)態

6) 可選配PSI智(zhi)能LED光源

7) 可選配FluorPen、SpectraPen、PlantPen等手(shou)持(chi)式植物（葉(ye)片）測(ce)量(liang)儀器，全面分(fen)析(xi)植物葉(ye)片生理生態

8) 可選配ECODRONE®無(wu)人(ren)機平(ping)臺(tai)搭載高光譜和紅(hong)外(wai)熱(re)成(cheng)像(xiang)傳感器(qi)進(jin)行時(shi)空格(ge)局(ju)調(tiao)查研究

部分(fen)參(can)考文(wen)獻(xian)

1. 宋宗河(he), 鄭文(wen)寅 & 張學(xue)昆(kun). 甘(gan)藍型油菜(cai)耐(nai)旱(han)相(xiang)關(guan)性狀的(de)主成(cheng)分(fen)分(fen)析(xi)及綜合(he)評價(jia). 中(zhong)國農(nong)業(ye)科學(xue) 44, 1775–1787 (2011).

2. 李婷(ting)婷(ting), 江(jiang)朝(chao)暉(hui), 閔文(wen)芳(fang), 姜貫楊 & 饒(rao)元. 基(ji)於(yu)基(ji)因(yin)表(biao)達(da)式(shi)編程的番茄葉(ye)片CO2交換率建模(mo)與(yu)預測(ce). 浙(zhe)江(jiang)農(nong)業(ye)學報(bao) 28, 1616–1623 (2016).

3. Ton, Y. ADVANTAGES OF THE CONTINUOUS AROUND-THE-CLOCK MONITORING OF THE LEAF CO2 EXCHANGE IN PLANT RESEARCH AND IN CROP GROWING. 5

4. Jiang, Z. H., Zhang, J., Yang, C. H., Rao, Y. & Li, S. W. Comparison and Verification of Methods for M*riate Statistical Analysis and Regression in Crop Modelling. in Proceedings of the 2015 International Conference on Electrical, Automation and Mechanical Engineering (Atlantis Press, 2015). doi:10.2991/eame-15.2015.163

5. Ben-Asher, J., Garcia y Garcia, A. & Hoogenboom, G. Effect of high temperature on photosynthesis and transpiration of sweet corn (Zea mays L. var. rugosa). Photosynthetica 46, 595–603 (2008).

6. Schmidt, U., Huber, C. & Rocksch, T. EVALUATION OF COMBINED APPLICATION OF FOG SYSTEM AND CO2 ENRICHMENT IN GREENHOUSES BY USING PHYTOMONITORING DATA. Acta Horticulturae 1301–1308 (2008).

7. Qian, T. et al. Influence of temperature and light gradient on leaf arrangement and geometry in cucumber canopies: Structural phenotyping analysis and modelling. Information Processing in Agriculture (2018). doi:10.1016/j.inpa.2018.11.002

8. Uwe Schmidt, Ingo Schuch, Dennis Dannehl, Thorsten Rocksch & Sonja Javernik. Micro climate control in greenhouses based on phytomonitoring data.pdf.

9. Turgeman, T. et al. Mycorrhizal association between the desert truffle Terfezia boudieri and Helianthemum sessiliflorum alters plant physiology and fitness to arid conditions. Mycorrhiza 21, 623–630 (2011).

10. Ben-Asher, J., Nobel, P. S., Yossov, E. & Mizrahi, Y. Net CO2 uptake rates for Hylocereus undatus and Selenicereus megalanthus under field conditions: Drought influence and a novel method for analyzing temperature dependence. Photosynthetica 44, 181–186 (2006).

11. Zhaohui, J., Jing, Z., Chunhe, Y., Yuan, R. & Shaowen, L. Performance of classic multiple factor analysis and model fitting in crop modeling. Biol Eng 9, 8

12. Ojha, T., Misra, S. & Raghuwanshi, N. S. Wireless sensor networks for agriculture: The state-of-the-art in practice and future challenges. Computers and Electronics in Agriculture 118, 66–84 (2015).