摘要

       植物生理學家使用氣孔計來研究葉片氣孔開度，并以水蒸氣擴散導度或阻力的單位對其進行量化。在此比較中，兩種氣孔計的傳感器頭均可直接夾在葉片表面。AP4植物動態氣孔計的設計更大、更復雜，SC-1穩態氣孔計更小巧便攜，性價比高，但在田間葉片氣孔測量的快速性和便利性方面都很有優勢。

       Delta-T AP4植物動態氣孔計自1992年以來一直在生產，未進行過重大設計變更。METER Group的SC-1穩態氣孔計葉片氣孔計于2005年推出，并在2014年進行了大幅改進，以解決一致性和準確性問題。新設計包括一個校準板和一個內置于葉片夾中的干燥劑容器。METER Group建議將早期型號升級到新標準，并僅在自動模式下用于葉片導度測量。以下是與該配置下的SC-1穩態氣孔計的比較。

AP4植物動態氣孔計

1.工作原理

一個聚丙烯制的小室（杯）被夾在葉片表面，通過氣孔釋放的水蒸氣會使小室內的相對濕度（RH）升高。AP4植物動態氣孔計將RH升高的速率與直接從電導參考板獲得的相似速率進行比較，然后計算并顯示葉片的擴散電導。

2.總體設計

AP4植物動態氣孔計 綁在使用者的腰間，所有控制裝置都方便地設置在手中，支持左手或右手操作，使另一只手能夠自由地將葉片放置在傳感器頭內。用戶通過屏幕菜單引導完成校準、讀取、數據審查和下載任務。

3.傳感器頭

輕便的傳感器頭提供圓形和開槽的杯狀結構，并內置了一個用于記錄光照水平的標準桿數傳感器。一個單獨的RH傳感器和熱敏電阻用于監測杯狀結構的溫度。葉片溫度則通過另一個緊貼葉片背面的熱敏電阻進行測量，而AP4植物動態氣孔計會自動進行溫度補償。

4.操作

將傳感器頭定位在葉片上后，讀取單個葉片的讀數。通過向頂部腔室泵入干燥空氣，并記錄相對濕度（RH）在預設環境RH水平附近的上升時間，自動重復此過程直至穩定（通常為20至30秒）。可通過透明窗口查看葉片上的杯狀物位置。AP4植物動態氣孔計在每次測量前都需要重新校準。使用6點校準板時，此過程需要5-10分鐘，該板專為現場使用設計，每天只需準備一次。可隨時快速進行校準抽查。

SC-1穩態氣孔計

1.工作原理

一個鋁制室被夾在葉片表面，水蒸氣通過氣孔釋放，在室中形成一條通往干燥劑膠囊的相對濕度（RH）梯度。SC-1穩態氣孔計從均勻的初始條件開始監測梯度的變化，外推至平衡穩態條件，然后30秒內計算并顯示葉片擴散電導率。

2.總體設計

SC-1穩態氣孔計讀出單元設計簡潔、輕便，配有小顯示屏和鍵盤。使用箭頭鍵可以進行基本的閱讀標注。在使用過程中需要持續按住控制盒，但在將葉片插入葉夾時，這可能會造成不便。

3.傳感器頭

頭部小巧而堅固，內含干燥劑室。喉部深度為20毫米，這限制了其在較大葉片上的放置。沒有為草葉設計的狹窄槽口，也沒有光合有效輻射（PAR）傳感器。葉片后部的密封由泡沫墊提供，但前表面沒有貼合的密封，因此在紋理葉片上的讀數可能不可靠。葉片室是一個堅固的鋁塊，在測量過程中會使葉片達到鋁塊的溫度。葉片室內包含兩對相對濕度（RH）和溫度傳感器，這些傳感器必須緊密匹配，以確保準確性和響應時間。規定每年進行一次工廠重新校準。

4.操作

在將頭部放置于葉子上之前，必須先搖晃頭部約1分鐘，以確保起始條件均勻干燥。隨后，需迅速將夾子定位在葉子上，并保持垂直靜止狀態，持續30秒的測量時間。驗證葉片上腔室孔的確切位置并不容易。SC-1穩態氣孔計套件中包含一塊校準板及其使用材料。單點校準所需時間約為5-10分鐘。現場使用時以及環境溫度發生顯著變化時，都需要使用校準板。建議每天更換葉夾中的干燥劑。

功能對比

事實性信息來源于制造商的數據表和用戶文檔。性能計時數據是在環境溫度為20-25°C、相對濕度為50%的條件下，針對電導率為~50-700 mmol.m-2.s-1的典型測量結果，并附有典型結果注釋。在其他溫度、相對濕度和電導率條件下，時間可能會顯著長于表中的值。測試的儀器固件版本為：AP4植物動態氣孔計 v.2.51；SC-1穩態氣孔計 v. LP 1.38。

結論

       葉片氣孔導度是植物生理學家要求進行的一項較為苛刻的測量。當葉片進行光合作用且蒸騰作用顯著時，葉片間氣孔反應的巨大差異要求盡快進行大量測量，以全面了解整個植物和冠層的反應情況。

      測量的速度和便捷性一直是AP4植物動態氣孔計人體工程學設計的一大特色。雙手可以自由操作，將葉片放入傳感器頭中。杯形窗口允許在葉片上進行視覺定位，必要時可定位在葉脈之間，且距離葉片邊緣最遠可達70毫米。讀數可以快速用通俗語言進行注釋，并且可以根據需要，將葉片的光合有效輻射（PAR）水平納入數據集中。相對濕度（RH）設定在環境濕度的5%以內，輕便的塑料杯組件能夠快速適應葉片溫度。對于中等至高葉片電導率（100-700 mmol·m?2·s?1）的測量，AP4植物動態氣孔計的讀取速度通常可達其他設備的兩倍。SC-1穩態氣孔計，對于密集使用，它不需要額外的筆記本電腦，也不需要助手幫忙。