光合作用做为植物最核心的代谢过程，科研人员早就希望能对其进行连续监测，以便及时发现环境因子的改变对植物生理状态的影响，但传统的测定方法难以满足这种要求。光合作用研究的三大技术包括气体交换、叶绿素荧光和氧电极，这三种技术互为补充且各有优缺点。氧电极法测定光合放氧会对样品造成破坏，不适于野外监测研究；普通的光合气体交换系统也可进行连续监测，但一天只能测定几个点，监测密度很低，且仪器较重，测定费时费力。如进行单点连续监测，一次也只能监测一片叶子，而且长时间闭合叶室还会严重影响植物的正常生长，可行性不高；调制式叶绿素荧光仪（PAM）具有方便、快速、可进行无损测定等优点，已被广泛应用于植物光合生理研究中，但普通的叶绿素荧光仪因受电池、防水等因素的限制，不适用于野外长期监测。另外仅通过光合生理指标也很难全面反映植物整体的生理状态，还需要其他生理指标及环境因子的数据作为补充。
针对以上问题，泽泉生态开放实验室推出了一套植物光合生理连续监测系统解决方案，以期为植物生理生态研究、作物栽培、灌溉决策、农业自动化控制、长期定位生态学等领域的科研工作者提供一套植物科学研究和应用的有力工具。
这套“植物光合生理连续监测系统解决方案”的目的是在不影响植物正常生长的条件下，实现对植物光合气体交换、叶绿素荧光等光合生理指标进行长期多点连续监测，结合对其他生理指标及多种环境因子的监测，从而精确反映环境因子的变化对植物光合生理状态的动态影响，为植物生理生态研究、作物栽培、灌溉决策、农业自动化控制、长期定位生态学等领域提供一套有效的解决方案。
这套“植物光合生理连续监测系统解决方案”的功能如下：
1）原位、非破坏地测定植物光合气体交换和叶绿素荧光参数，不影响植物的正常生长
2）长期、定点连续监测植物光合作用的动态变化
3）可同时监测植物多个叶片的光合作用变化
4）可同步监测多种生理指标及环境因子的变化，获取信息更加全面
4）全面、灵敏、准确地反映各环境因子对植物光合作用及其他生理指标的影响
这套“植物光合生理连续监测系统解决方案”的测量指标包括：
净光合速率、呼吸速率、蒸腾速率、气孔导度、水蒸气压差等；Fo、Fm、Fv/Fm、Ft、Fm’、ΦPSⅡ(Yield)、qP、qN、NPQ、qL、Y(NO)、Y(NPQ)、rETR、PAR和温度等；空气温湿度、土壤温湿度、叶片温湿度、总辐射、光合有效辐射、茎流速率、茎杆微变化、果实微变化等。
这套“植物光合生理连续监测系统解决方案”的应用领域包括
1）灌溉决策系统
2）长期定位生态学
3）农作物生理连续监测
4）农业自动化控制
5）温室植物生理监测、自控温室
6）作物栽培
7）植物冠层光合监测
8）土壤-植物-大气连续体（SPAC）
9）生态环境监测系统
10）植物生理生态学
泽泉生态开放实验室利用本方案对盆栽培养的海芋光合生理状态进行了连续监测，监测过程中伴随着干旱处理和复水过程。选用室内正常水肥管理的海芋为实验材料。2008年8月17日开始监测，8月20日开始干旱处理，处理一周后于8月26日开始复水，8月29日结束监测。结果如下：
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Fig.1 干旱和复水过程中土壤相对含水量的变化 |
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Fig.2 干旱和复水过程中净光合速率的变化 |
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Fig.3 干旱和复水过程中电子传递速率的变化 |
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Fig.4 干旱和复水过程中非光化学淬灭系数的变化 |
这套“植物光合生理连续监测的系统解决方案”实现了对植物光合生理及环境因子的全方位立体式连续监测，解决了以往植物研究在时间和空间上的不连续性，能够更为准确迅速地反映环境因子的变化对植物生理特性的影响。系统采集的数据经计算机处理，可实现温室自动控制或农田自动灌溉等功能，这将是高科技农业的重要发展方向。该系统可用于植物生理生态研究、作物栽培、灌溉决策、农业自动化控制、长期定位生态学等多个领域。
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