{"id":2434,"date":"2025-09-11T01:36:42","date_gmt":"2025-09-11T01:36:42","guid":{"rendered":"http:\/\/www.xingshitu.com\/?p=2434"},"modified":"2025-09-11T01:36:42","modified_gmt":"2025-09-11T01:36:42","slug":"%e7%9c%8b%e8%a7%81%e5%85%89%e5%90%88%e4%bd%9c%e7%94%a8%ef%bc%9a%e5%9b%bd%e4%ba%a7sif%e6%b5%8b%e9%87%8f%e7%b3%bb%e7%bb%9f%e7%9a%84%e5%88%9b%e6%96%b0%e4%b8%8e%e5%ae%9e%e8%b7%b5","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.xingshitu.com\/de\/2025\/09\/11\/%e7%9c%8b%e8%a7%81%e5%85%89%e5%90%88%e4%bd%9c%e7%94%a8%ef%bc%9a%e5%9b%bd%e4%ba%a7sif%e6%b5%8b%e9%87%8f%e7%b3%bb%e7%bb%9f%e7%9a%84%e5%88%9b%e6%96%b0%e4%b8%8e%e5%ae%9e%e8%b7%b5\/","title":{"rendered":"Die Photosynthese sehen: Innovation und Praxis eines selbstgebauten SIF-Messsystems"},"content":{"rendered":"
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SIF (Sunlight Induced Chlorophyll Fluorescence) ist wie ein pr\u00e4ziser Arzt, der ein professionelles \"Stethoskop\" benutzt, um den tats\u00e4chlichen Puls der Photosynthese in der Vegetation direkt zu erfassen. Als nat\u00fcrliches optisches Signal der Photosynthese spiegelt die Intensit\u00e4t der SIF direkt die intrinsische \"physiologische Aktivit\u00e4t\" der Pflanze wider, nicht nur die scheinbare \"Gr\u00fcnheit\". Durch diese F\u00e4higkeit, den physiologischen Zustand von Pflanzen direkt zu erkennen, bietet die SIF-Technologie einzigartige Vorteile bei der Fr\u00fchwarnung vor Stress, der genauen Ertragssch\u00e4tzung und der Erfassung von Kohlenstoffsenken, wodurch ein neuer technischer Weg f\u00fcr das landwirtschaftliche Management, die \u00f6kologische \u00dcberwachung und die Erforschung des Kohlenstoffkreislaufs er\u00f6ffnet wird.<\/p>\n\n\n\n

Vom Schutzgebiet f\u00fcr geschlossene W\u00e4lder in Baotou, Innere Mongolei, \u00fcber das wissenschaftliche Feldobservatorium f\u00fcr Karst\u00f6kosysteme in Guanling, Guizhou, bis hin zum modernen landwirtschaftlichen meteorologischen Feld in Hebi, Henan, wird eine Reihe von hochpr\u00e4zisen tageslichtinduzierten Chlorophyllfluoreszenzspektroskopiesystemen mit v\u00f6llig unabh\u00e4ngigen geistigen Eigentumsrechten kontinuierlich f\u00fcr viele typische \u00f6kologische und landwirtschaftliche Forschungsszenarien in China eingesetzt und liefert zuverl\u00e4ssige Daten f\u00fcr die \u00dcberwachung der Photosynthese der Vegetation.<\/p>\n\n\n

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Technologischer Vorteil: Genaues Erfassen des \"Pulses\" der Photosynthese<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Das System verf\u00fcgt \u00fcber ein fortschrittliches optisches Design und Signalverarbeitungstechnologie mit den folgenden Merkmalen:<\/p>\n\n\n\n


Spektralbereich:<\/strong>650 - 800 nm, genaue Erfassung der wichtigsten Fluoreszenzabsorptionslinien wie O\u2082-A, O\u2082-B usw.<\/p>\n\n\n\n


Pr\u00e4zise Spektrenerfassung:<\/strong>0,3 nm Spektralaufl\u00f6sung mit 0,1 nm Abtastintervall f\u00fcr eine klare Aufl\u00f6sung der Sauerstoffabsorptionslinienmerkmale<\/p>\n\n\n\n


Hervorragendes Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis:<\/strong>Ein Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis von 1000:1 gew\u00e4hrleistet die zuverl\u00e4ssige Extraktion schwacher Fluoreszenzsignale<\/p>\n\n\n\n


Stabilisierung der Umweltanpassung:<\/strong>Halbleiter- und luftgek\u00fchlte, synergetische Temperaturregelung zur Gew\u00e4hrleistung eines langfristig stabilen Betriebs im Feld<\/p>\n\n\n\n


Gro\u00dfer Dynamikbereich:<\/strong>5000:1 Dynamikbereich f\u00fcr alle Lichtverh\u00e4ltnisse<\/p>\n\n\n

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Intraday-Trends
(Stichprobe 1 der automatischen \u00f6kologischen Regionalbeobachtung des Hulunbeier-Graslands, Innere Mongolei, 1. Juli 2022)<\/p>\n\n\n\n

II. garantierte Genauigkeit und \u00dcberpr\u00fcfungssystem<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wir haben einen vollst\u00e4ndigen Labor- und Feldkalibrierungsprozess eingerichtet, um genaue und zuverl\u00e4ssige Daten zu gew\u00e4hrleisten:<\/p>\n\n\n\n


Absolute Strahlungskalibrierung im Labor:<\/strong>Vor der Auslieferung jedes Ger\u00e4ts wird eine absolute Strahlungskalibrierung in einer Dunkelkammer unter Verwendung einer Ulbricht-Kugel und einer Standardlampe durchgef\u00fchrt, die von der Chinesischen Akademie f\u00fcr Messwissenschaften kalibriert wurde, um die Genauigkeit der physikalischen Werte der Daten zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n\n\n\n


Werkskalibrierung und Qualit\u00e4tskontrolle:<\/strong>Das System verf\u00fcgt \u00fcber eine automatische Funktion zur Umschaltung des optischen Pfads, und die Erfassung des Dunkelstroms und die Standardreferenzmessung der wei\u00dfen Tafel werden vor dem Verlassen des Werks durchgef\u00fchrt, wodurch die Drift des Ger\u00e4ts und St\u00f6rungen durch die Umgebung wirksam unterdr\u00fcckt werden.<\/p>\n\n\n\n


Im Vergleich zu internationalen Marken validiert:<\/strong>Um die Leistung objektiv zu bewerten, haben wir einen Vergleichstest mit dem Spektrometer von Ocean Optics unter den gleichen Bedingungen durchgef\u00fchrt. Die Ergebnisse zeigen, dass das System in Bezug auf das Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis, die Stabilit\u00e4t und die Konsistenz der Fluoreszenzinversion ein vergleichbares Niveau erreicht hat und eine zuverl\u00e4ssige Datenvergleichbarkeit aufweist.<\/p>\n\n\n

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Statistisch signifikante \u00dcbereinstimmung zwischen dem einheimischen Spektrometer und dem importierten Ocean Optics QE Pro im Allgemeinen, mit einer Korrelation von 921 TP3T (R2 = 0,85), insbesondere im fernen Rotband (O2B)<\/p>\n\n\n\n

III. typische Anwendungsf\u00e4lle<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Landwirtschaftliche meteorologische Beobachtungsstation, Hebi City, Henan Province, China<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Kulturen in der Station Hebi werden nach einem zweisaisonalen Anbaumuster gepflanzt, und w\u00e4hrend des Installationszeitraums (Mitte bis Ende Mai) befand sich der Winterweizen im sp\u00e4teren Teil der Vegetationsperiode, der am oder um den 10. Juni geerntet wurde, gefolgt von der Pflanzung von Mais.
Das Ger\u00e4t an der Station Hebi war vom 20. Mai bis zum 3. Juni auf eine Betriebszeit von 10:00 bis 14:00 Uhr mit einer Abtastfrequenz von 10 Minuten eingestellt, und seit dem 4. Juni ist die Abtastfrequenz auf 5 Minuten eingestellt, so dass die theoretischen Messungen des Datenvolumens pro Tag 24 bzw. 48 Elemente betragen. Die tats\u00e4chlich g\u00fcltigen Daten des Ger\u00e4ts liegen bei \u226598%, was darauf hinweist, dass das Ger\u00e4t stabil Daten sammeln und \u00fcbertragen kann.<\/p>\n\n\n

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Der Zeitpunkt des Tiefpunkts der SIF-Beobachtung f\u00e4llt genau mit dem Datum der Weizenernte auf dem Feld zusammen, und der pl\u00f6tzliche R\u00fcckgang der SIF spiegelt die tats\u00e4chliche Situation der schnellen Weizenernte gut wider.<\/p>\n\n\n

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Der Trend der Klimakamerabeobachtungen (Vegetationsindex) im selben Zeitraum zeigte, dass der NDVI zwar zu einem \u00e4hnlichen Zeitpunkt wie die Weizenernte seinen Tiefpunkt erreichte, der Abw\u00e4rtstrend aber sanfter war als der des SIF und die Situation der Vegetationsernte (Mutation) nicht so empfindlich widerspiegelte wie der SIF.<\/p>\n\n\n\n

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Dies spiegelte sich deutlich in der langsamen Ver\u00e4nderung und dem schnellen Anstieg der SIF sowohl w\u00e4hrend der beginnenden Wachstumsphase (Anfang Juli) als auch w\u00e4hrend der schnellen Wachstumsphase (Mitte Juli) von Mais wider.<\/p>\n\n\n

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Die Trends bei den SIF- und Vegetationsindexwerten (NDVI) waren im Allgemeinen konsistent, wobei das SIF-Datum vom NDVI-Datum nur um einen Tag in Bezug auf den Zeitpunkt des Beginns der schnellen Maiswachstumsperiode abwich.
Die Vegetationsindizes zeigen, dass es nur zu Beginn des DOY = 194 Tage (14. Juli) eine signifikante Hebeperiode f\u00fcr Mais gibt, ein Datum, das weitgehend mit der SIF-Beobachtung vom 15. Juli \u00fcbereinstimmt.<\/p>\n\n\n

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Im Winterweizen-Mais-Fruchtfolgesystem an der Hebi Station in der Provinz Henan arbeitete das SIF-Messsystem stabil und erhielt vollst\u00e4ndige Daten. Das System erfasste den starken R\u00fcckgang des SIF, der durch die Weizenernte verursacht wurde, genau, und die Reaktion war sch\u00e4rfer als die des Vegetationsindexes. Gleichzeitig zeichnete es die dynamischen Ver\u00e4nderungen des SIF w\u00e4hrend des Keimlingsaufkommens und der schnellen Wachstumsphase von Mais deutlich auf, was in hohem Ma\u00dfe mit den Ergebnissen der \u00dcberwachung des Vegetationsindexes \u00fcbereinstimmte.
Dieser Fall zeigt, dass die SIF-Ausr\u00fcstung \u00fcber eine zuverl\u00e4ssige F\u00e4higkeit zur Erkennung physiologischer Reaktionen und zur genauen Erfassung der Vegetationsdynamik verf\u00fcgt und somit eine solide Datengrundlage f\u00fcr die \u00dcberwachung der Landwirtschaft und die \u00d6kosystemforschung bietet.<\/p>\n\n\n\n

IV. Ausblick<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Gegenw\u00e4rtig ist das System in mehreren Feldstationen und agrarmeteorologischen Stationen in Betrieb und liefert kontinuierliche und stabile Daten f\u00fcr die entsprechende Forschung. In Zukunft werden wir die Forschung und Anwendung der SIF-Messtechnik weiter vertiefen, um die Anpassungsf\u00e4higkeit und Stabilit\u00e4t des Systems in verschiedenen \u00d6kosystemen und komplexen Umgebungen weiter auszubauen.<\/p>\n\n\n

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