LI6400使用手册簿V52112.docx

1、LI6400使用手册簿V52112LI-6400安装培训手册 本文是根据本文作者关于LI-6400的使用经验编写而成。请读者谨慎参考，如有问题，本人即本公司不承担任何责任。0。启动机器：界面与选项介绍在主机右侧中部有一个黑色按纽开关，在您连接好机器硬件后（即把光合仪主机和分析仪叶室连接起来后），确认电池连接好并且电量充足的情况下，即可按此按钮打开机器开关。在新机器到货后，分析仪上连接的是标准叶室，机器启动后，主机的液晶显示屏上显示如下图所示。如果机器安装了其他叶室的配置，那么启动界面将会在此之前多出一个叶室选择菜单，请您先选择实际连接的叶室对应的选项，再回车确认（详见配置菜单介绍的容）。机器提

2、示您chamber（叶室）和IRGA（红外线气体分析仪）是否连接好？您确认连接好后，按主机键盘上的字母“Y”确认即可进入系统主菜单。目前我们演示的是最新的OPEN 5.2操作系统，不同版本略有差异，但是不影响您的使用。从显示上可以看到，第一行是6400光合仪的名称，第二行是系统版本，第三行是用户存储空间已经使用的百分比，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。包括欢迎菜单Welcome Menu、配置菜单Config Menu、校准菜单Calib Menu、测量菜单New Msmnts和应用菜单Utility Menu五个主菜单。每个主菜单下都有一个红色的功能键，是用来

3、控制主菜单的。欢迎菜单中主要介绍本机器的版本、配置等介绍信息，对于我们普通用户没有重要的容，因此，本安装手册不介绍这方面的容，感兴趣的读者可以自行参考英文原版手册，本文在这里就不再赘述了。以下我们将对配置、校准、测量和应用四个主菜单进行详细介绍。1。配置菜单Configuration Menu LI-6400光合仪具有复杂的配置，除了随机带的标准叶室（适合自然光照射下测量使用，测量尺寸为2*3cm，适合普通阔叶叶片）之外，还有红蓝光源6400-02B LED Source（人工冷光源，模拟自然光，可以随意调节光强，围是0-2000umolm-2s-1，测量尺寸是2*3cm，适合普通阔叶叶片）、

4、6400-05 Conifer Chamber簇状叶室（适于冷杉、云杉等短簇状着生在枝条上的叶片，我们可以把一段枝条全放在叶室测量，当然这时候的叶片面积需要您自己确定）、6400-07针叶叶室Needle Chamber（适合松树类长松针叶片，其上有针叶槽，可以把五个松针叶片固定在叶室测量，当然也适合于那种很细长的草本测量，测量尺寸是2*6cm）、6400-09 soil Chamber土壤测量室（用于测量土壤呼吸速率和土壤温度等指标测）、6400-11 狭长叶室Narrow leaf chamber（适合玉米、高粱、桉树、泡桐等大叶片的测量，测量尺寸是2*6cm）、6400-15小叶叶室 A

5、radopsis chamber（适合细小的叶片测量，尺寸是0.785cm2）。如果您在标准叶室之外，还有其他叶室需要使用，那么您应该在买到机器后把这些配置程序安装好，以备测量时调用。我们首先以6400-02B光源配置的设置举例，来说明如何进行配置。首先在主菜单的状态下，按config menu下边的功能键F2进入配置菜单。显示如下：移动主机面板上箭头所指的上下光标键来选择子菜单，选择“Installation Menu”来选择安装子菜单并按“Enter”键确认。显示如下，选择其中6400-02 or 02B LED Source并按“Enter”键确认。上图要求我们确认光源的机器序列号是否与

6、显示一致，如果序列号不对，请按字母“N”，并填加光源下部显示的序列号和新的校准值（在随机携带的光源校准证明的黄色纸中）来修改。如果一致，请按字母“Y” 确认并按“Enter”键确认，接下来选择第一行”Std 2*3 Opque Bottom”（不透明的叶室底部）。进一步选择光线情况，选择其中6400-02B RedBlue并按回车键。按字母M（M指通过叶温传感器来直接测量，E指通过能量平衡方式测量叶片温度）来确认叶室的温度测量方式。按字母B来表示我们测量的是阔叶叶片，而非针叶叶片。在接下来显示的窗口中按“save”下边的功能键F2来保存叶室配置接下来在配置文件名称的框中输入6400-02B l

7、ed light source的文件名称，然后回车。按QUIT下边的F5功能键来退出。接下来按字母“N”来选择不再进行其他叶室程序安装了。按回车可以退出到叶室安装的子菜单状态下，继续按两次“ESC键”（请注意，任何一个菜单下都可以利用这个键退回到上一级菜单）来退回到主菜单。重新开机后您会发现系统会首先要求您选择不同的叶室配置，如果这时您连接的是标准叶室，那么您应该通过上下箭头来选择“Factory Default”进入标准叶室状态，如果您连接的是光源，那么您应该选择6400-02B LED light source，然后回车。进入主菜单系统。Config菜单下其他行子菜单，我们一般用不到，本文

8、不再介绍。2。Calib Menu 2。1。流量调零2。2。IRGA调零2。3。IRGA跨度校准2。4。CO2 MIXER 校准2。5。光源校准2。6。PAR IN调零 3。New MsMnts测量菜单 本菜单是6400测量功能主要实现的菜单。在主菜单界面下，按New MsMnts菜单下的F4功能键，进入测量菜单，界面显示如下：此菜单为测量子菜单。屏幕显示为8行40字符显示，因此，同时只能显示三行参数和1行菜单。但是LI-6400并非只有这三行参数和一行菜单。详细介绍请参见下图。3。1。菜单介绍从上图可以看出，共有7行菜单，具体的控制功能见上图。在F1的左侧有一个Labels按键，通过按这个按

9、键，可以翻动菜单行。您也可以通过按数字1-7来直接把菜单翻到需要的菜单行。菜单下方的功能键F1-F5用于进入这个菜单。具体每个菜单的功能，我们将在以后的章节中详细介绍。3。2。参数介绍IRGA指的是红外分析仪，表1 LI-6400参数表（主机显示屏测量菜单显示的参数说明，A-L是行号）ACO2R_ml参比室CO2浓度 (mol CO2 mol-1)GPrss_kPa大气压力 (kPa)CO2S_ml样本室CO2浓度 (mol CO2 mol-1)ParIn_m叶室光合作用有效辐射 (mol m-2 s-1)H2OR_mml参比室H2O浓度(mmol H2O mol-1)ParOutm外界光合作

10、用有效辐射 (mol m-2 s-1)H2OS_mml样本室 H2O浓度(mmol H2O mol-1)BLC_mol总叶片边缘层导度 (mol m-2 s-1)BCO2_mlCO2变化量 (样本-参比) (mol CO2 mol-1)HTblockC冷却器温度 ()H2O_mmlH2O 变化量 (样本-参比) (mmol H2O mol-1)TairC样本室温度 ()Flow_ml样本室气流速率 (mol s-1)TleafC叶片温度 ()RH_S_%样本室相对湿度 (%)CPhoto光合作用速率 (mol CO2 m-2 s-1)IHH:MM:SS实时时钟Cond气孔导度 (mol H2O

11、 m-2 s-1)Program自动测量程序状态Ci胞间CO2浓度 (mol CO2 mol-1)CHPWMFStatus word (summary of line J)Trmmol蒸腾速率 (mmol H2O m-2 s-1)Battery电池电压 (V)DCi/Ca胞间CO2 / 环境 CO2JCO2CO2 IRGAs 状态VpdL叶温下蒸气压亏缺 (kPa)H2OIRGAs 状态VpdA气温下蒸气压亏缺 (kPa)Pump泵状态Flow流速控制器状态MixrCO2混合器状态Fan叶室风扇状态EtotalCV%.CO2CV_%, . CV_%, 及 Flow_CV%总变异系数KProgr

12、am显示自动测量程序状态CO2CV_%CO2_ml (%) 变异系数ProgPrgsAutoProgram step counterH2OCV_%H2O_mml (%) 变异系数FwMxCrLpNumerical summary of the four stability flagsFlow_CV%Flow_ml (%) 变异系数totalCV% See totalCV% under E aboveFRH_R_%参比室相对湿度 (%)LCRagc_mvReference CO2 AGC (automatic gain control) signal, in mVRH_S_%样本室相对湿度 (%

13、)CSagc_mvSample CO2 AGC signalTd_R_%参比室露点温度 (C)HRagc_mvReference H2O AGC signalTd_S_%样本室露点温度 (C)HSagc_mvSample H2O AGC signal3。3。测量初步我们首先来介绍如何利用LI-6400进行简单测量功能。尽管简单，但是其几乎是最重要、最常用的功能。3.3.1数据的稳定性处理很多人在做实验室时，经常发现参数显示中的CO2或净光合速率波动很大，有时甚至超过了净光合速率本身。这种现象是如何产生的呢？很多人认为是机器出现了故障或者连接的某处出现了泄露，其实不然，这是由于对光合仪开路设计原

14、理不了解造成的。光合仪是通过测量参比室和样品室的气体浓度差异来测量光合速率和蒸腾速率的。而由于外界空气中CO2浓度存在自然的波动（尤其是人为干扰比较大的情况下），必然造成参比室和样品室浓度的差异，为了尽可能降低这一波动所造成的误差，我们需要采取气体缓冲的方法。具体方法如下：在LI-6400的主机与叶室和分析仪连接好后，需要在主机的进气口连接好进气管和缓冲瓶。在野外的条件下，可以利用2升以上的可乐瓶，在瓶盖上打两个与进气管直径相同的孔洞，并把进气管通过一个孔洞通入瓶子的底部。这种做法基本上可以保证光合速率、CO2浓度的稳定性。而如果您在室或温室做实验的时候，由于室的CO2浓度明显偏高，一般大气C

15、O2浓度在390ppm左右，而室有的时候可以高达500-1000ppm，这是由于空气不流通造成的，大的浓度伴随人为影响造成的大的浓度波动，将会造成系统浓度波动掩盖了实际的光合速率的变化，在这种情况下，我们需要制作更大的缓冲，例如大的箱体和空气袋。注意：不能采取把进气管放到室外而机器在室进行实验的方法，因为这样会导致叶室CO2浓度大大低于叶室外（房间）的CO2浓度，同时也会产生温度的较大差异，这样可能会造成比较明显的泄露和波动性。3.3.2植物叶片样品的准备植物叶片光合测量并非任何时间，夹上叶片测量就可以了。我们经常看到许多用户的光合数据非常不正常，即使在有光的条件下，净光合速率都是负的。许多人

16、也会想当然的认为，机器存在故障。其实我们应该清楚的一点是，光合仪的测量原理极为简单，他只需要测量气体浓度就可以进一步计算许多参数了，只要其红外分析仪不出现故障（这一点可以从J行的分析仪状态参数中看到，OK为正常，而ERR为不正常），一般出现不正常的数据与机器无关，而与您测量的叶片准备、测量条件有关系。第一点，我们首先要了解的是：并非所有的植物在白天吸收CO2，一些特殊同化方式的植物在白天吸收光能，而在夜晚进行光合作用，如CAM类植物。如果属于这种类型的植物，那么您的实验设计就需要仔细考虑了。第二点，实验时间和环境条件的选择。除非您希望测量植物的阴天或夜间的光合情况，以及日变化测量，否则您需要选

17、择风和日丽、天气晴朗的上午，从9:30-11:30的时间进行实验。这是因为植物也和动物一样，有着其独特的节律，即使在同样的环境条件下，其在上午和下午的响应也是不同的。一般而言上午是植物生长最佳的时间，而9:30-11:30的时间光强已经很强，基本达到了植物光合的饱和情况。所以这个时候我们做实验可以得到比较理想的结果。而9:30以前，由于光照比较弱，植物叶片没有完全活化，气孔开放程度不够，测量得到的值比较低。这个时候，即使我们利用人工光源短时间照射，其测量得到的光合速率也可能是负的。植物从弱光或黑暗下转入强光，需要的响应时间一般在20分钟左右，因此，如果您希望在室做实验，那么最好在测量之前利用高

18、光强对植物叶片进行照射活化处理（当然，如果您就是想测量植物在弱光下的响应，那就另当别论了）。11:30以后，由于一些植物可能会有午休现象，因此，也需要注意避免在这个时间进行实验。第三点，室或温室许多植物的光合速率比较弱，甚至有的在1以下，在这种情况下，由于室的气体浓度波动很大，有的时候波动造成的误差可能会掩盖数值本身。造成可能数值为零或负值。我们需要准备更大的缓冲，同时注意室的通风，并最好控制CO2浓度和光强等因子，并降低流量（测量菜单的第2行菜单中Flow，一般是500，此种情况下您可以设定为100-200。）以降低波动。3.3.3叶片面积的确定由于净光合速率和蒸腾速率是单位面积下测得的数值

19、，因此准确的测量面积的确定是非常重要的。我们的标准叶室面积是2*3=6cm2。6400-02B光源也是同样的尺寸。而6400-07针叶叶室、6400-11狭叶叶室都是2*6=12 cm2。6400-05簇状叶室是10cm2。而6400-15是0.785cm2。请您根据您的植物叶片的大小来选择您的叶室，只要叶片的面积大于叶室的测量面积，那么我们就可以保证测量面积被叶片充满，这种情况下我们不需要改变面积。如果遇到不规则的叶片，或者过于狭小的叶片，处理方法有以下几种：第一，如果叶片不规则或整体小于叶室，那么我们需要利用叶面积仪来测量叶片在叶室的实际测量面积，并在测量菜单第三行菜单中AREA下按F1功

20、能键输入实际的测量面积。就可以进行测量了。第二，如果您没有携带叶面积仪，您可以暂时不改变面积进行测量，测量后把实际测量面积的叶片利用剪刀剪取下来。拿回实验室后利用叶面积仪或其他方法得到面积后利用Utility菜单中的重新计算功能来得到修改后的数据。第三，第三，对于如小麦、水稻等一定规则形状的植物叶片，一般我们测量旗叶，旗叶的中段一般比较规则，但是其宽度往往没有2厘米。这种情况下，我们可以采用6400-15叶室测量（一般情况下可以充满叶室），或者利用两片叶片拼接来充满叶室，也可以利用尺子来测量中段的宽度，并根据其占2厘米的比例来计算出实际的叶片测量面积，并在测量菜单下第三行菜单中输入其实际面积，

21、再进行测量。3.3.4文件的建立、匹配与记录在第一行菜单下，按“Open Log File”下边的功能键F1来建立新的文件。并利用向前删除的箭头把文件名删除，并输入自己定义的文件名，然后回车，这时6400会提示您继续输入“Remark”，这时您输入用于标记本文件的字母，以利于记忆这个数据的实验地或实验物种等。之后回车，这时机器界面显示中“Open Log File”改为“Log”。 需要注意的是，在夹入叶片之前，应该首先闭合叶室后查看b行的参数中CO2是否为零，如果不为零，说明此时分析仪的参比室和样品室的测量数值不相同（因为两个分析室毕竟是分开的，有可能随着时间的推移而形成测量的漂移），这时需

22、要按第1行菜单“Match”下边的F5功能键来匹配两个分析室。然后菜单显示如左边图形。继续按MATCH IRGA下边的F5功能键，等待匹配后按EXIT下边的F1功能键来退出匹配程序。这时您可以测量了，选取好叶片后夹入叶室，并顺时针旋转手柄和叶室中间的固定螺丝直到叶室紧密闭合。等待b行的参数中CO2 和C行的PHOTO（净光合速率）值保持不变的情况下， 即可按“LOG”下的F1功能键来记录数据，也可以按手柄左边的黑色按钮来记录数据（需要按住两秒种）。 测量后打开叶室，换上其他叶片继续测量即可。以上我们介绍的是在自然条件下如何测量。实际研究工作中，我们经常会发现，由于环境条件始终处于变化之中，做不

23、同处理的对比实验或不同条件下植物的响应实验，实际上难以准确进行。这时我们需要控制环境条件，接下来我们介绍如何进行控制实验。3。4。光源安装 LI-6400是依靠6400-02B光源来实现光强控制的，首先我们来实现硬件安装。请注意，硬件的安装拆卸需要关机进行，以防止对机器的损害。如左图，首先利用尖嘴的镊子来把标准叶室上部置的光合有效辐射传感器的连线从分析仪右侧底部拔出，并按下图利用LI-6400随机带的六角工具把固定标准叶室顶部的两个螺丝取下，从而把叶室取下。接下来，把叶室的密封圈（三个，用于密封气体，如果忘记装上将导致泄露）从标准叶室取下，放入光源相同的位置上，并把固定螺丝旋紧。把置光合有效辐

24、射传感器接口插回右侧底部的位置，此时注意把插头上的突起对准插槽上的缺口位置。并把黑色的电源接口插在分析仪右侧黑色的底座上，同样也要注意突起对准接口才能插入。此时，光源安装完毕（光源与标准叶室共用相同的底部，不用更换）。3。5。CO2 MIXER安装CO2浓度的控制非常重要，首先我们来介绍一下硬件的安装，按照左图所示，把小钢瓶放入保护罩，在注入系统下部放入黑色O形圈，并把保护罩固定在底部上，顺时针旋转直到手感接触到小钢瓶，稍微加力便导致钢瓶被刺穿。这时需要快速旋紧。这时CO2注入系统的硬件就安装完毕了。 本项工作需要注意的是在安装之前仔细检查底部上的O形圈和底部与主机连接的O形圈是否正确安好。否

25、则将造成泄露。 安装好硬件后，请把打管的过滤管顺时针旋转到Scrub方向旋紧。并利用Calibration中的CO2 Mixer calibrate来校准钢瓶。再回到测量菜单即可以控制叶室的CO2浓度了。3。6。环境控制安装完硬件后，重新连接好机器后启动，主机显示界面中选择6400-02B红蓝光源配置，并回车进入主菜单界面。进入测量菜单建立文件后，把菜单翻到第2行，可以见到环境控制菜单行。主要包括流量控制（Flow）、CO2浓度控制(Mixer)、温度控制(Temp)和光强控制(lamp)。分别由F1-F5功能键控制。3.6.1流量控制一般情况下，流量控制意义不大，原则是在光合比较弱的情况下，

26、可以把流量设得小一点以降低波动造成的误差，而在光合比较强的情况下，可以把流量调得大一些。默认条件下，流量为500umols-1。按功能键F2进入流量控制。选择“Flow rate”菜单行并继续输入流量数值（LI-6400的流量控制围是0-700umols-1）。3.6.2 CO2浓度控制CO2浓度的控制对于光合作用方面的研究非常重要。例如，我们可以通过ACI曲线来研究植物一些重要的生理指标，如CO2补偿点、CO2饱和点、羧化效率等，也可以通过控制CO2浓度来提高测量准确性，降低误差。具体的方法如下：首先在校准菜单下进行CO2 mixer calibration，具体方法见校准菜单一节。在测量菜

27、单下，第2行数字菜单下，按F3功能键进入CO2浓度控制菜单。选择其中REF CO2 400 MOL/MOL一行后回车。并在弹出窗口中输入需要控制的CO2浓度。回车后在该控制菜单的左面出现一个*号，直到控制的浓度完全达到后*号就会消失。这时叶室CO2浓度就与您输入的浓度值相同了。3.6.3 温度控制温度的控制对于光合研究也至关重要。下图左是温度对光合速率影响的例子。具体的控制方法请按功能键F4进入温度控制，选择Block Temp 20.0 c菜单行后回车。输入您需要控制的温度后回车就可以了。3.6.4光强控制光强对于光合速率影响非常大，从下图左我们可以看到不同光强下按功能键F5进入光强控制。选

28、择Quantum Flux一行后回车，继续输入您需要设置的光强即可把光强控制到相应的光合有效辐射强度了。3.6.5控制条件后的实验 以上环境条件您也可以根据实际工作的需要来进行控制。在控制好后夹上植物叶片等待稳定后即可记录数据了。3。7。自动曲线实验以上我们介绍的是手动测量实验如何进行。接下来我们介绍如何进行自动实验。3.7.1准备工作考虑到自动曲线实验需要的时间比较长，需要准备一个照相机的三角架，利用6400主机配件箱中分析仪的三角架的接口安装到分析仪下，并进一步连接到三脚架上，这样可以保证仪器的自动实验而不需要人为的工作。同时注意植物叶片活化的准备。在开机进入光源配置状态下，进入测量菜单，

29、建立文件名后。按数字5进入第5行菜单。3.7.2光曲线光曲线是研究植物叶片在其他环境条件保持不变的情况下，光合速率随光合有效辐射的强度的改变而发生变化的情况。通过这个实验我们测量得到光曲线，进一步计算可以得到光补偿点、光饱和点、最大光合、表观量子效率和曲角等重要参数。按F1功能键，进入自动测量程序子菜单（Auto Program）。选择其中”Light curve”来进入光曲线自动程序。接下来系统会要求您首先输入光强变化梯度，以空格相连。一般情况下，我们应该从高到低来输入这个梯度。接下来系统会要求您输入最小等待时间和最大等待时间以及匹配差值。您可以按照默认输入直接回车就可以了。如果您有足够的经

30、验来确定这些配置，也可以自行进行时间上的调节。这时菜单最左边会出现一个*，说明目前自动测量程序状态正在运行。直到*号消失，说明程序结束。按数字1进入第2行菜单，按F2功能键进入View File菜单，继续按F1功能键进入“Quick Config”菜单，选择其中“Light curve”进入查看测量得到的光曲线的图形。曲线拟合与统计分析：按“ESC”键退出图形查看界面。按F4功能键进入“Edit Config”界面，进入后界面显示如下左图，按字母C进入拟合曲线选择界面。 注意选择直线的拟合方式进行拟合，然后按字母“L”来编辑逻辑设定。由于光曲线在200umolm-2s-1以下是符合线性的，因此

31、我们需要按照图形的方法来设定剔除光强大于200 umolm-2s-1的数据。按回车选择后拟合的图形将显示LI-6400的显示屏上（右下图）。 按ESC键退出后按“View data”下边的F3来进入数据查看功能，机器显示如下图左。按字母C可以查看拟合的方程参数，见下图右。从左到右依次是光合速率=-2.78+0.0306*光强。 其中0.0306是表观量子效率，而-2.78是暗呼吸速率。通过这个公式我们可以计算出光补偿点是光合为零时，光强为2.78/0.0306，等于90umolm-2s-1。一般情况下，表观量子效率在0.03-0.06之间。以上我们通过LI-6400独有的统计功能可以做出光曲线的图形，并可以进一步计算出光补偿点、表观量子效率、暗呼吸速率等重要参数，通过这些手段，我们可以现场检查我们刚刚做完的数据的质量情况。如果明显不符合实际情况，我们可以分析出现问题的原因，并进一步改进实验设计，重新做实验。这是LI-6400特有的强大功能，请各位用户注意使用。3.7.3 A