LI-6400光合儀常見故障排除及維護*

尹小紅 李海林 曹放波 余政軍 楊柳

摘? 要? LI-6400光合儀是美國LI-COR公司的一款便攜式光合作用測定系統(tǒng)。介紹該儀器使用中的常見故障、產(chǎn)生原因、解決辦法及日常維護，以期縮短儀器的維修時間，延長儀器的使用壽命，提高儀器的利用率。

關(guān)鍵詞? LI-6400光合儀；儀器；實驗；光合速率

中圖分類號：G482? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）20-0015-03

0? 引言

LI-6400光合儀是美國LI-COR公司制造的一款開放型便攜式光合作用測定系統(tǒng)，除可實時非破壞測量植物的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度等光合及水分生理指標(biāo)外[1]，還可以自動記錄大氣CO2濃度、大氣溫度、大氣濕度、葉面溫度、光合有效輻射等環(huán)境參數(shù)。該儀器可通過更換不同的附件達到滿足不同測量要求的目的。為了獲得可靠的數(shù)據(jù)，操作者對儀器性能的了解以及測試前儀器的標(biāo)定就顯得尤為重要。筆者將使用過程中遇到的問題、積累的實踐經(jīng)驗進行分析總結(jié)，以期為光合儀使用者提供幫助。

1? 常見故障及解決辦法

儀器在使用中會產(chǎn)生各種故障，有些問題是操作不當(dāng)以及儀器未達到正常的工作狀態(tài)導(dǎo)致，有些是因儀器部件磨損老化造成。無論什么原因，在使用中發(fā)現(xiàn)問題要及時查找故障原因予以糾正，保證實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

1）開機后儀器顯示屏不顯示，一般考慮儀器是否因缺電需要更換電池。儀器正常使用至少需要兩塊6400-03電池，一般準(zhǔn)備四塊。當(dāng)電壓低于11.5 V時，儀器會發(fā)出警報，在使用狀態(tài)下不用關(guān)機逐一更換電池即可。還有一種可能就是儀器的開機鍵出現(xiàn)故障，更換或拆開清洗即可。

2）儀器預(yù)熱標(biāo)定時CO2和H2O無法調(diào)零，即CO2零點達不到±0.01 μmol mol-1，H2O達不到±0.01 mmol mol-1，需要更換堿石灰和干燥劑[2]。

3）出現(xiàn)“High Humidity Alert”（高濕報警），這種情況一般是因為儀器從相對濕度較低的環(huán)境到濕度較高的環(huán)境，如從室內(nèi)或大田進入溫室測量；或是因為儀器從低溫度到高溫度且濕度較高的地方時，水汽在葉室內(nèi)凝結(jié)。出現(xiàn)這種情況時，儀器的預(yù)熱尤為重要，預(yù)熱時間也相對較長，另外可將水分干燥劑調(diào)節(jié)旋鈕向Bypass方向旋轉(zhuǎn)，使進氣更加干燥；或增大流速、提高冷卻器溫度，使其溫度升高，適應(yīng)新的溫度后警告可自動消失。

4）出現(xiàn)“IRGA（s）Not Ready”，表明紅外氣體分析系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

①分析探頭與主機之間硬件連接松動，尤其是IRGA圓形連接頭沒有完全插到位；同時檢查L行的AGC電壓值，看四個AGC的絕對值是否都大于5 000，如果均超過5 000，則是電纜線接觸不良或線纜內(nèi)部有斷線[3]。

②在測量界面檢查L行參數(shù)值。當(dāng)L行的AGC電壓值均在5 000內(nèi)時，檢查CSagc_mv是否大于1 500[4]，如果是，則說明樣品室內(nèi)較臟，需要對葉室和光路進行清潔維護。

③檢查chopper motor運轉(zhuǎn)是否正常。在測量界面，關(guān)閉葉室混合風(fēng)扇、流量泵，然后將分析頭貼在耳邊，聽是否有風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的沙沙聲：如果能聽到聲音，說明分析頭中的chopper motor是正常的；如果聽不到聲音，表示不能正常工作，需要維修。

④測量時一些雜質(zhì)如葉片、谷殼等隨氣流進入分析系統(tǒng)，粘在紅外氣體分析系統(tǒng)的光路上，造成故障。

⑤儀器啟用睡眠模式（sleep mode），重新喚醒它時會出現(xiàn)此提示信號，幾分鐘后會自動消失。

5）在測量過程中，光合儀內(nèi)部聲音突然加大，這是因為儀器內(nèi)部泵工作壓力加大，是氣路中進入雜物造成堵塞導(dǎo)致或是踩住進氣管導(dǎo)致。

6）測量模式（New Measurements）下，凈光合速率Photo值波動。如果使用CO2注入系統(tǒng)，測量前蘇打管要旋到SCRUB位置，而干燥管應(yīng)在Bypass位置。如不使用CO2注入系統(tǒng)，測量前兩個化學(xué)管均應(yīng)在Bypass位置，在這種情況下，出現(xiàn)Photo值不正常，則要檢查以下各項。

①CO2S值波動而CO2R值穩(wěn)定。如果Cr穩(wěn)定，檢查葉室是否完全夾緊葉片，如未夾緊，則調(diào)節(jié)葉室手柄后的螺絲，將葉室夾緊。如果判斷是葉室泡沫墊片漏氣，則換上新的泡沫墊片后即可恢復(fù)正常。還可能是主機內(nèi)的管路接頭出現(xiàn)問題，如葉室固定螺絲松動、葉室連接處的O型圈漏裝。

②CO2S值和CO2R值都波動。這種情況先檢查進氣是否穩(wěn)定，如在溫室或大棚內(nèi)測樣，要保證進氣端的緩沖瓶足夠大（至少2 L以上），或使用CO2注入系統(tǒng)。如果確定進氣是穩(wěn)定的，就要著重檢查化學(xué)藥品管的位置是否漏氣，如化學(xué)藥品管和主機接口處的O型圈是否完好，特別是剛更換過化學(xué)藥品，更需要檢查底蓋是否旋緊。

7）在用紅藍光源的情況下，凈光合速率Photo值過低或樣品間、不同植物間無差異。此時應(yīng)檢查葉室內(nèi)紅藍光源是否有光，若無光，則可能是未設(shè)置光強度；若設(shè)置后仍無反應(yīng)，則要檢查光源與探頭之間的連接口是否松動，將其擰緊即可。

8）Ci（胞間CO2濃度）為負(fù)值。植物胞間Ci一般不可能為負(fù)值，如果出現(xiàn)這種情況，則一般是因為：

①瞬間情況，植物沒有經(jīng)過充分的光適應(yīng)；

②匹配（match）的問題，匹配閥不工作或長時間不匹配；

③水分零點不正確，重新校準(zhǔn)；

④葉溫?zé)犭娕脊ぷ鞑徽＃檬种赣|碰熱電偶，看h行Tleaf是否有變化，如與葉片接觸不良，要重新調(diào)節(jié)距離；

⑤葉溫零點Tleaf不對，拔下熱電偶與分析器連線，檢查h行Tleaf與Tblock是否相等（差值應(yīng)＜0.1），否則需要用平口小螺絲刀旋轉(zhuǎn)零點調(diào)節(jié)旋鈕，進行零點調(diào)節(jié)，然后重新連接熱電偶。

9）在匹配時出現(xiàn)泄漏（leak），可能是因為：

①CO2R和CO2S未穩(wěn)定，匹配時會出現(xiàn)假報警；

②緩沖瓶容量不夠；

③如果連續(xù)匹配2～3次后仍不消失，則為真漏氣，需要檢查通氣管道是否連接好，葉室是否夾緊，氣路墊圈是否安裝好，葉室泡沫墊圈是否失去彈性（失去彈性則需要更換）。

10）Cond值不正常，可能原因包括：

①測試樣品葉面積小于葉室面積，導(dǎo)致葉片總導(dǎo)度大于邊界層導(dǎo)度，最終變成負(fù)值[5]；

②匹配故障，比較H2OS和H2OR是否很好匹配，如果H2OS小于H2OR（表示蒸騰為負(fù)值），則表明匹配不正確；

③葉溫傳感器故障，葉片導(dǎo)度依靠它，如果蒸騰速率正常，而氣孔導(dǎo)度不正確，那很有可能是葉溫檢測有誤，檢查葉溫傳感器是否與葉子很好接觸，調(diào)零是否正確。

2? 使用注意事項及維護

1）光合儀測定的葉面積很小，標(biāo)準(zhǔn)葉室僅為6 cm2，當(dāng)測量小于此面積的葉片時，如水稻苗期，需要量葉片的寬度或用葉面積儀測出葉面積，在后期導(dǎo)出的數(shù)據(jù)表中輸入實際的葉面積后方可得到真實數(shù)據(jù)。

2）為防止儀器進氣口CO2濃度不穩(wěn)定，測定時進氣緩沖瓶高度要高于操作者身高，遠離操作者。需要特別注意此管不能落地，否則易吸進水和灰塵，使讀數(shù)降低，嚴(yán)重時還會損壞紅外分析儀。

3）電纜保養(yǎng)。

①注意不要將電纜兩頭的金屬頭固定螺絲旋得太緊。

②測試完畢拔卸電纜時，不能直接拉電纜線，要握住金屬插頭拔卸。

③測試完畢，電纜要盤起來存放。

4）電池的維護保養(yǎng)。

①只要有電池在充電，充電指示燈就會亮。如果將它連接充電器，指示燈亮幾秒后熄滅，就表示電池已充滿。一般6400-03電池充滿電需要3 h，四個電池同時充電需要10 h左右。建議在充電器前加電源定時器，設(shè)定好充電時間，防止過充。

②測量完畢應(yīng)立即給電池充滿電，儀器長期放置不用時也應(yīng)當(dāng)每隔三個月充電一次。

5）葉室的維護。葉室閉合時，葉室的調(diào)節(jié)螺絲不能旋得太緊，否則容易將閉鎖桿折斷。每次測量完畢要清理葉室。光合儀不使用時應(yīng)松開葉室閉鎖，長時間不松開，紅藍光源上的白色泡沫墊圈一直處于受壓迫狀態(tài)，將失去彈性，無法恢復(fù)。

6）化學(xué)試劑的更換時間。當(dāng)干燥化學(xué)管中2/3的干燥劑變紅后即需要更換。將蘇打管旋至完全吸收狀態(tài)（FULL SCRUB），待CO2R的值降至最低時，向進氣口吹氣，查看CO2R讀數(shù)，如果波動大于2 μmol mol-1，則堿石灰需要更換。

7）干燥劑的恢復(fù)。換下的干燥劑可烘干重復(fù)利用，于210 ℃加熱90 min，取出稍降溫后，密封于玻璃瓶內(nèi)。

8）儀器進水之后的處理。

①使用中發(fā)現(xiàn)儀器進水應(yīng)立刻關(guān)機，防止水分通過進氣管道進入IRGA分析器內(nèi)。

②立刻清理主機外部進氣管道、蘇打管和干燥管。檢查系統(tǒng)流量，如果流量最大值達不到650 μmol，則意味著系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)進水，此時若通電試機，將有可能導(dǎo)致內(nèi)部電子元件損壞。正確的做法是立刻將儀器寄往公司維修，為維修爭取時間，使損失降到最低。

9）測試葉片的選擇。植物葉片是植物進行光合作用的主要器官，而葉綠素的多少直接影響光合速率的快慢，在一定的范圍內(nèi)，葉綠素含量越多，光合速率越強[6]。測定時應(yīng)該選擇有代表性的葉片，葉色、葉片角度、葉片有無病蟲害、葉片大小以及葉片測試位置等，都會直接或間接影響光合速率的測定[7-8]。總之，在測定植物光合速率過程中，應(yīng)該選擇能夠代表大多數(shù)植株的葉片，否則很難反映植物真實的光合速率。

3? 結(jié)束語

在使用LI-6400光合儀過程中，一定要做好測定前的準(zhǔn)備，如開機預(yù)熱，做好預(yù)熱期間溫度、光量子傳感器、大氣壓傳感器、葉室混合扇及氣路的檢查，預(yù)熱后葉室是否漏氣、流速零點、CO2和H2O IRGAs零點、葉溫?zé)犭娕嫉男?zhǔn)以及匹配閥的檢查。對于使用中碰到的各種問題要歸納總結(jié)，以期及時準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障原因，不耽誤實驗測試任務(wù)，為順利完成實驗提供基本條件保障。

參考文獻

[1] Using the LI-6400/XT： Instruction manual forsoftware version 6[EB/OL].https：//licor.app.boxenterprise.net/s/s8zyqu2vwndny903qutg.

[2] 蔣高明.LI-6400光合作用測定系統(tǒng)：原理、性能、基本操作與常見故障的排除[J].植物學(xué)通報，1996（S1）：72-76.

[3] LI-6400XTOPEN6.1簡易使用手冊[M].北京：北京力高泰科技有限公司，2011.

[4] 游思亮，劉曉祥.Li6400XT便攜式光合儀常見故障及處理[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2018（6）：144-147.

[5] 董寶娣，孫宏勇，張喜英，等.光合速率測定中CO2變化異常原因分析及其排除方法研究[J].儀器儀表學(xué)報，2007（S1）：38-40.

[6] 焦旭亮，張振文，惠竹梅.“Li-6400光合作用測定儀”在葡萄上應(yīng)用的商榷[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2007，16（1）：209-212.

[7] 陳悅，王學(xué)華，廖軼，等.水稻劍葉取向?qū)ζ涔夂瞎δ艿挠绊慬J].植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報，2002（5）：396-398.

[8] 丁瑞霞，聶俊峰，楊寶平.便攜式光合作用測定儀測定作物指標(biāo)問題探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（24）：147-150.

*項目來源：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)2021年教學(xué)改革研究項目“共享模式下高校大型儀器設(shè)備管理機制探索”（項目編號：XJJG-2021-002）。

作者：尹小紅，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，主要從事實驗室安全管理及大型儀器設(shè)備管理研究；李海林，通信作者，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，高級實驗師，主要從事儀器設(shè)備管理及實驗室建設(shè)研究；曹放波、余政軍、楊柳，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，研究方向為儀器設(shè)備管理（410128）。