SPAD(SoilandPlantAnalyzerDevelopment),是一个叶绿素(Chlorophyl)相对含量读数,反映了植物的「绿色程度」,最早由日本柯尼卡美能达(KONICAMINOLTA)公司[1]开发(图1).
测量原理是利用叶绿素吸收峰是蓝光和红光区域,在绿光区域是吸收低谷,并且在近红外区域几乎没有吸收的原理,通过比较SPD(硅光二极管)接收器接收到的光照强度和发射光强度,确定叶绿素的含量.
SPAD=K1g\left[\frac{IR_{1}/IR_{0}}{R_{1}/R_{0}}\right]
其中,K为常数;IR_{1}为接收到的经过叶片的940nm红外光强度,IR_{0}为发射的红外光强度;R_{1}为接收到的经过叶片的650nm红光强度,R_{0}为发射的红光强度.
而关于叶绿素a与叶绿素b的比值(Chla/Chlb),在植物生理学特别是光合作用研究中,经常涉及叶绿素含量的测定.Chla/Chlb值常被利用作为评价植物的光合作用.两种形式的叶绿素都参与光捕获，而特殊的是，只有Chla与光系统的能量处理中心相连[2]。在弱光下，优化叶片功能需要将更多的叶子资源投入到光捕获而不是能量处理上。因此，与强光下相比，Chlb的相对丰度将增加，Chla/b比率将降低;在强光下，光子是丰富的，并且需要更大的能力来处理叶子的能量(因此Chla/b比率更高).这也是为什么需要指出的是，有些人根据叶绿素是光合作用必不可少的色素的常识,想当然地认为叶片光合速率与叶绿素含量总是呈正相关,于是作出叶绿素含量高(或低)导致高(或低)光合速率或叶绿素含量高时光合速率就高的结论.其实,仅仅在弱光下,光合速率会随叶绿素含量的增加而增高,存在良好的线性关系,而在饱和光下光合速率往往与叶绿素含量的多少无关。这是因为过量的光可以补偿叶绿素不足对光合作用的不利影响.
另外需要注意的是，由于试验材料的差异以及实验中使用的分光光度计的性能不同,导致实际研究过程中测得的叶绿素含量等结果之间存在很大差异.对于Chla/Chlb理论值≈3的C3植物,上世纪以来就已有报道的测定值结果，低可小于1[3],高的则远大于3[4][5].
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