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摘要
植物生理学家使用气孔计来研究叶片气孔开度，并以水蒸气扩散导度或阻力的单位对其进行量化。在此比较中，两种气孔计的传感器头均可直接夹在叶片表面。AP4植物动态气孔计的设计更大、更复杂，SC-1稳态气孔计更小巧便携，性价比高，但在田间叶片气孔测量的快速性和便利性方面都很有优势。
Delta-T AP4植物动态气孔计自1992年以来一直在生产，未进行过重大设计变更。METER Group的SC-1稳态气孔计叶片气孔计于2005年推出，并在2014年进行了大幅改进，以解决一致性和准确性问题。新设计包括一个校准板和一个内置于叶片夹中的干燥剂容器。METER Group建议将早期型号升级到新标准，并仅在自动模式下用于叶片导度测量。以下是与该配置下的SC-1稳态气孔计的比较。
AP4植物动态气孔计
1.工作原理
一个聚丙烯制的小室（杯）被夹在叶片表面，通过气孔释放的水蒸气会使小室内的相对湿度（RH）升高。AP4植物动态气孔计将RH升高的速率与直接从电导参考板获得的相似速率进行比较，然后计算并显示叶片的扩散电导。
2.总体设计
AP4植物动态气孔计 绑在使用者的腰间，所有控制装置都方便地设置在手中，支持左手或右手操作，使另一只手能够自由地将叶片放置在传感器头内。用户通过屏幕菜单引导完成校准、读取、数据审查和下载任务。
3.传感器头
轻便的传感器头提供圆形和开槽的杯状结构，并内置了一个用于记录光照水平的标准杆数传感器。一个单独的RH传感器和热敏电阻用于监测杯状结构的温度。叶片温度则通过另一个紧贴叶片背面的热敏电阻进行测量，而AP4植物动态气孔计会自动进行温度补偿。
4.操作
将传感器头定位在叶片上后，读取单个叶片的读数。通过向顶部腔室泵入干燥空气，并记录相对湿度（RH）在预设环境RH水平附近的上升时间，自动重复此过程直至稳定（通常为20至30秒）。可通过透明窗口查看叶片上的杯状物位置。AP4植物动态气孔计在每次测量前都需要重新校准。使用6点校准板时，此过程需要5-10分钟，该板专为现场使用设计，每天只需准备一次。可随时快速进行校准抽查。
SC-1稳态气孔计
1.工作原理
一个铝制室被夹在叶片表面，水蒸气通过气孔释放，在室中形成一条通往干燥剂胶囊的相对湿度（RH）梯度。SC-1稳态气孔计从均匀的初始条件开始监测梯度的变化，外推至平衡稳态条件，然后30秒内计算并显示叶片扩散电导率。
2.总体设计
SC-1稳态气孔计读出单元设计简洁、轻便，配有小显示屏和键盘。使用箭头键可以进行基本的阅读标注。在使用过程中需要持续按住控制盒，但在将叶片插入叶夹时，这可能会造成不便。
3.传感器头
头部小巧而坚固，内含干燥剂室。喉部深度为20毫米，这限制了其在较大叶片上的放置。没有为草叶设计的狭窄槽口，也没有光合有效辐射（PAR）传感器。叶片后部的密封由泡沫垫提供，但前表面没有贴合的密封，因此在纹理叶片上的读数可能不可靠。叶片室是一个坚固的铝块，在测量过程中会使叶片达到铝块的温度。叶片室内包含两对相对湿度（RH）和温度传感器，这些传感器必须紧密匹配，以确保准确性和响应时间。规定每年进行一次工厂重新校准。
4.操作
在将头部放置于叶子上之前，必须先摇晃头部约1分钟，以确保起始条件均匀干燥。随后，需迅速将夹子定位在叶子上，并保持垂直静止状态，持续30秒的测量时间。验证叶片上腔室孔的确切位置并不容易。SC-1稳态气孔计套件中包含一块校准板及其使用材料。单点校准所需时间约为5-10分钟。现场使用时以及环境温度发生显著变化时，都需要使用校准板。建议每天更换叶夹中的干燥剂。
功能对比
AP4植物动态气孔计 | SC-1稳态气孔计 | 注释： | |
范围mmol·m⁻²·s⁻¹ | 5至1200 | 0到1000 | SC-1配备叶夹式干燥剂室，处于自动模式。 |
准确度 | 10%（5至800） 20%（800至1200） | 10%（0至1000） | |
电导和电阻单位 | mmol.m-2.s-1; mm.s-1; cm.s-1 m2 .s.mol-1; s.cm-1; s.m-1 | mmol.m-2.s-1; m2 .s.mol-1; s.m-1 | AP4和SC-1：仅可选择一个单位。 |
额外叶子类型： | |||
Ø 大叶子 | √ | √ | 通过采样，SC-1 |
Ø 小叶子 | √ | √ | 两者都能测量直径大于6毫米的叶子。 |
Ø 窄叶 | √ | ✘ | AP4开槽式叶室 2.5x17.5毫米，端部圆角。 SC-1：重叠叶片来估算。 |
Ø 纹理叶 | √ | ✘ | 取决于纹理的粗糙程度。 |
叶子相对湿度环境 | 设定为环境湿度的±5% | 暴露于干燥空气 | SC-1测量周期超过30秒。 |
校准板电导范围 | 六值： 15至500毫摩尔每平方米每秒 | 单一值：240 mmol·m⁻²·s⁻¹ | |
现场重新校准 | 每日，且如果温度变化大于 -5°C或小于+10°C | 每日，且如果温度变化大于 15°C | SC-1建议每日更换SC-1干燥剂。 |
工厂重新校准 | 非例行要求 | 每年 | SC-1须返回工厂进行相对湿度传感器匹配。 |
典型时间/读数（来自数据文件） | ~0.5-1分钟/读数 | ~2-3分钟/读数 | AP4对于低电导率或高相对湿度循环水平，需要更长的时间。 SC-1平衡时间需要持续使用叶夹进行搅拌。 |
标注 | 最多30个字符 | 最多8个字符 | AP4配备了全尺寸QWERTY键盘。 SC-1标注使用箭头键。 |
光传感器 | √ | ✘ | AP4头部内置PAR光电二极管。 |
便携箱 | √ | √ | AP4包括腰带和肩带 |
重量 | 3.0kg | 0.5kg（带外箱时为1.6kg） | SC-1的校准套件在便携箱中 |
事实性信息来源于制造商的数据表和用户文档。性能计时数据是在环境温度为20-25°C、相对湿度为50%的条件下，针对电导率为~50-700 mmol.m-2.s-1的典型测量结果，并附有典型结果注释。在其他温度、相对湿度和电导率条件下，时间可能会显著长于表中的值。测试的仪器固件版本为：AP4植物动态气孔计 v.2.51；SC-1稳态气孔计 v. LP 1.38。
结论
叶片气孔导度是植物生理学家要求进行的一项较为苛刻的测量。当叶片进行光合作用且蒸腾作用显著时，叶片间气孔反应的巨大差异要求尽快进行大量测量，以全面了解整个植物和冠层的反应情况。
测量的速度和便捷性一直是AP4植物动态气孔计人体工程学设计的一大特色。双手可以自由操作，将叶片放入传感器头中。杯形窗口允许在叶片上进行视觉定位，必要时可定位在叶脉之间，且距离叶片边缘最远可达70毫米。读数可以快速用通俗语言进行注释，并且可以根据需要，将叶片的光合有效辐射（PAR）水平纳入数据集中。相对湿度（RH）设定在环境湿度的5%以内，轻便的塑料杯组件能够快速适应叶片温度。对于中等至高叶片电导率（100-700 mmol·m⁻²·s⁻¹）的测量，AP4植物动态气孔计的读取速度通常可达其他设备的两倍。SC-1稳态气孔计，对于密集使用，它不需要额外的笔记本电脑，也不需要助手帮忙。
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