一、Fv/Fm 測量法的基本原理與特點

（一）測量原理

Fv/Fm 測量法基于暗適應條件下的葉綠素熒光誘導動力學原理。在暗適應過程中，植物葉片中的光系統 Ⅱ 反應中心處于開放狀態，此時非光化學淬滅（NPQ）被充分消除，光化學淬滅處于最大水平。暗適應后，對葉片施加一個極弱的測量光，此時測得的熒光值為初始熒光（Fo），它代表了 PSII 反應中心處于開放狀態時的熒光發射，主要來源于天線色素蛋白復合體的熒光發射。隨后，施加一個飽和脈沖光，使 PSII 反應中心瞬間處于關閉狀態，此時測得的熒光值為最大熒光（Fm）。而可變熒光（Fv）則定義為最大熒光與初始熒光的差值，即 Fv=Fm-Fo。Fv/Fm 則表示 PSII 的最大量子產額，其計算公式為 Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm，該值反映了 PSII 反應中心在開放狀態下將吸收的光能轉化為化學能的最大效率。

（二）測量步驟

Fv/Fm 測量法的核心步驟是暗適應處理。通常需要將植物葉片置于暗環境中一段時間（一般為 20-30 分鐘以上），以確保 PSII 反應中心開放，非光化學淬滅解除。暗適應可以通過暗適應夾等工具實現，將葉片夾持后放置在黑暗環境中。暗適應結束后，使用葉綠素熒光儀先施加測量光獲取 Fo，再施加飽和脈沖光獲取 Fm，最后通過計算得到 Fv/Fm 值。

（三）測量精確度及影響因素

在理想的暗適應條件下，Fv/Fm 測量法具有較高的測量精確度和重復性，其正常值范圍通常在 0.75-0.85 之間，當植物受到逆境脅迫（如干旱、高溫、低溫、鹽脅迫等）時，該值會顯著下降，因此常被用作植物光合功能損傷的敏感指標。然而，Fv/Fm 測量法的精確度受暗適應質量的影響較大。若暗適應時間不足，PSII 反應中心未能開放，非光化學淬滅未消除，會導致 Fo 偏高、Fm 偏低，從而使計算得到的 Fv/Fm 值偏小，產生測量誤差。此外，暗適應過程中環境條件的變化（如溫度波動、葉片失水等）也可能影響測量結果的穩定性。

（四）暗適應對植物的潛在干擾

有學者提出，傳統 Fv/Fm 測量法所需的暗適應過程可能破壞植物本身的生理狀態平衡。自然生長狀態下的植物葉片長期處于光周期循環中，暗適應強制中斷了正常的光驅動代謝過程，可能導致葉片氣孔關閉、光合酶活性改變、碳代謝流中斷等一系列生理變化。這種人為干預不僅偏離了植物真實的生長環境，還可能使測量結果無法準確反映植物在自然光照條件下的光合功能狀態，尤其對光周期敏感型植物或處于快速生長階段的葉片影響更為顯著。

二、FvP/FmP 測量法的基本原理與特點

（一）測量原理

FvP/FmP 測量法是一種在穩態光條件下測量 PSII 最大量子產額的方法，其前提是 PSII 的活性淬滅機制仍在運作且 PSII 處于開放狀態。在穩態光環境中，植物葉片處于光適應狀態，此時 PSII 反應中心在光驅動下不斷進行光化學反應，活性淬滅（如光化學淬滅 qP）機制正常運作，而非光化學淬滅可能部分存在，但通過特定的測量設計可確保 PSII 反應中心處于開放狀態。在測量過程中，首先在穩態光條件下獲取基礎熒光（F），然后施加飽和脈沖光，測得此時的最大熒光（FmP），而可變熒光（FvP）則為 FmP 與 F 的差值，即 FvP=FmP - F。FvP/FmP 的計算公式為 FvP/FmP=(FmP - F)/FmP，該值反映了在穩態光條件下 PSII 的最大量子產額。

（二）測量步驟

與 Fv/Fm 測量法不同，FvP/FmP 測量法不需要進行暗適應處理。測量時，直接將測量探頭對準處于自然光照或特定穩態光環境下的植物葉片，儀器會先在當前的穩態光條件下測量基礎熒光（F），隨后施加一個飽和脈沖光，測得最大熒光（FmP），進而計算得到 FvP/FmP 值。這種測量方式簡化了操作步驟，能夠實現對植物葉片光合功能的快速實時監測。

（三）測量精確度及影響因素

FvP/FmP 測量法避免了暗適應過程帶來的時間成本和潛在誤差，能夠在自然生長條件下快速獲取測量結果，具有較高的時間分辨率。然而，其測量精確度受穩態光環境穩定性的影響較大。若測量過程中光照強度發生波動，會導致 PSII 反應中心的開放狀態發生變化，從而影響基礎熒光（F）和最大熒光（FmP）的測量準確性，進而導致 FvP/FmP 值的偏差。此外，植物葉片的生理狀態（如葉片溫度、水分狀況等）在穩態光條件下的動態變化也可能對測量結果產生一定影響。

三、Fv/Fm 與 FvP/FmP 測量法的對比分析

（一）測量原理差異

Fv/Fm 測量法依賴于暗適應條件，通過消除非光化學淬滅，使 PSII 反應中心處于開放的 “靜息" 狀態，測量的是暗適應后的最大量子產額，反映了 PSII 的潛在最大光化學效率。而 FvP/FmP 測量法在穩態光條件下進行，PSII 反應中心處于動態的光化學過程中，活性淬滅機制正常運作，測量的是穩態光下的最大量子產額，反映了 PSII 在實際光環境中的即時最大光化學效率。

（二）測量步驟差異

Fv/Fm 測量法的關鍵步驟是暗適應處理，這需要額外的時間和設備（如暗適應夾），操作相對繁瑣，不適合進行大規模、高通量的快速測量。而 FvP/FmP 測量法無需暗適應，可直接在自然或穩態光環境下測量，操作簡便快捷，能夠實現對植物葉片的連續實時監測。

（三）測量精確度差異

Fv/Fm 測量法在嚴格的暗適應條件下，測量結果具有較高的穩定性和重復性，是實驗室中精確評估 PSII 最大量子產額的標準方法。但暗適應過程的質量控制難度較大，易受外界因素干擾，且可能干擾植物生理狀態。FvP/FmP 測量法雖然避免了暗適應的問題，但受穩態光環境波動的影響較大，在光照不穩定的情況下測量精確度可能下降，但其在動態監測植物光合功能變化方面具有優勢。

（四）適用場景差異

Fv/Fm 測量法適用于實驗室條件下對植物光合生理特性的精確研究，如逆境脅迫下植物光合功能損傷的定量分析、不同基因型植物光合效率的比較等。由于需要暗適應，該方法不太適合田間自然條件下的實時監測和大規模樣品測量。FvP/FmP 測量法適用于田間自然環境或溫室穩態光條件下的快速監測，可用于評估植物在實際生長環境中的光合表現，如作物生長動態監測、生態系統光合功能評估等，尤其適合需要快速獲取大量數據的研究場景。

四、MultispeQ 植物多參數測量儀與 FvP/FmP 測量法的應用

MultispeQ 植物多參數測量儀是一款便攜式的植物生理測量儀器，其在實驗中通常不采用暗適應方法，而是使用 FvP/FmP 測量法。這一設計主要基于以下原因：首先，MultispeQ 的應用場景多為田間自然環境或溫室實時監測，需要快速獲取植物的光合生理信息，暗適應過程會顯著降低測量效率，無法滿足高通量、實時監測的需求。其次，FvP/FmP 測量法的前提是 PSII 的活性淬滅機制仍在運作且 PSII 處于開放狀態，MultispeQ 通過優化的測量光和飽和脈沖光設計，能夠在穩態光條件下準確測量 F 和 FmP，從而計算得到 FvP/FmP 值。

在實際應用中，MultispeQ 結合 FvP/FmP 測量法能夠快速評估植物的光合功能狀態，如在作物育種中篩選高光效品種、在農田管理中監測作物的生長狀況和逆境響應等。與傳統的 Fv/Fm 測量法相比，MultispeQ 的測量過程更加便捷高效，能夠在自然條件下實現對植物的無損監測，避免了暗適應對植物生理狀態的干擾，為植物生理研究和農業生產實踐提供了有力的工具支持。

Fv/Fm 和 FvP/FmP 兩種葉綠素熒光測量方法在原理、步驟、精確度和適用場景等方面存在顯著差異。Fv/Fm 測量法基于暗適應條件，雖能精確反映 PSII 的潛在最大光化學效率，但暗適應可能干擾植物生理狀態，更適用于實驗室精確研究；而 FvP/FmP 測量法無需暗適應，可在穩態光下快速獲取 PSII 即時最大光化學效率，更貼合自然生長狀態，適用于田間實時監測和高通量測量。

MultispeQ 植物多參數測量儀采用 FvP/FmP 測量法，充分發揮了其在快速、便捷、實時監測及減少生理干擾方面的優勢。未來需進一步優化兩種方法的標準化流程，探索結合二者優勢的綜合測量方案，同時推動儀器技術發展，開發兼具高精度、高效率且低生理干擾的測量工具，為植物光合作用研究和農業可持續發展提供更強支撐。