SPAD-502的由来以及原理

近年来,随着人们对农业生产地区地表水和地下水污染的日益关注,如何准确地对作物进行氮肥推荐变得越来越重要。很多测试方法都包括土壤、植物采样,样品处理和室内常规分析或田间简易设备测定等步骤。其共同的不足之处就在于都要求样品的采集和处理,从样品采集到提供测试结果需要一段时间。另外许多大田作物在缺氮时会表现出一些肉眼可见的症状,如玉米在缺氮胁迫下,氮从老叶向幼叶转移,导致老叶失绿;相反,供氮过量的植株,叶片颜色深绿,并且延迟作物衰老。通过观测叶片颜色变化来评价作物氮营养状况已经在生产中获得应用。利用叶色作为推荐施肥指标最初是在水稻上开始应用,因为许多应用于旱地作物的土壤和植株诊断方法不适合于水稻。同时,叶色也是水稻氮营养比较敏感的指标,叶色与叶片含氮量呈正相关。应用叶色测定植物氮营养状况经历了几个发展阶段:①首先测定光的不同特性;②通过常规浸提方法测定叶绿素含量;③利用标准比色卡比较叶色深浅;④测定光的通过率来反映叶色深浅。

水稻种植者常用肉眼观测叶色变化来判断是否缺肥,但是用目视方法来判断绿色深浅受光线影响,属于相对和非定量的方法。Nada最早利用光的发射比率来定量叶色，此后通过叶片颜色来预知植物氮素营养状况的研究越来越多。而就在这时，一种基于测定叶片叶绿素相对含量的便携式叶绿素仪测量方法引起了大家的关注。随着不断的实验验证，便携式叶绿素仪已经能够很好的测定作物的氮肥缺失，而且在水稻、苹果、棉花等作物上得到了广泛的应用。

SPAD-502测定原理（其中SPAD-502是便携式叶绿素仪的一种，而且这款型号的叶绿素仪其性能大大高于同类产品）：叶绿素对不同波长的光存在吸收差异,在红光区,叶绿素a和b都有最大吸收峰,而在近红外区,几乎没有吸收。因此,SPAD-502采用双波长发光二极管(LED)光源,一个为红光LED,波长为650nm,另一个为近红外LED,波长为940nm。仪器的光线接收系统为硅光二极管,它将光信号转换为模拟电信号。电信号经放大器放大后再由A/D转化器转化为数字信号。数字信号通过微处理器处理,计算出相对叶绿素读数(SPAD)值。计算结果通过液晶显示器显示,同时储存在内存中,可以通过仪器面板上的控制键进行调出、删除、求平均值等操作。仪器的光源固定在测定头上,当测定头闭合时,光源开启,LED发出的光线通过待测样品进入接收器。每次开机时,仪器进行自检,两种波长的光不经过任何样品直接照射到接收器,经放大器和转换器处理,微处理器计算两种波长光的光密度比值。每次测定样品后,微处理器同样计算两种波长光的光密度比值,通过对比有无待测样品时光密度的差异来计算SPAD值。因此,读数结果是一个无量纲数值。这个值和供测样品中叶绿素含量成正相关。