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MC-100葉綠素儀和PS-300便攜光譜儀用于萵苣冠層光輻

      發(fā)布時(shí)間:2025-03-10
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研究概述

研究人員探究了在萵苣冠層中添加遠(yuǎn)紅光光子(700~750nm)對(duì)其二氧化碳和光子吸收的影響。遠(yuǎn)紅光光子是人眼不可見(jiàn)的,且通常存在于遮蔭環(huán)境中。植物利用光子進(jìn)行光合作用,光譜的質(zhì)量、數(shù)量和持續(xù)時(shí)間會(huì)引發(fā)植物的各種變化。當(dāng)植物感知到遠(yuǎn)紅光光子時(shí),會(huì)作出避蔭反應(yīng),致使植物長(zhǎng)高以接觸陽(yáng)光,或者長(zhǎng)寬以吸收更多光線。然而,遠(yuǎn)紅光光子只有在與其他顏色的光子混合時(shí)才能用于光合作用。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置

研究人員在四個(gè)生長(zhǎng)室中種植了Waldman氏深綠萵苣,旨在研究冠層的光子捕獲情況、二氧化碳的量子產(chǎn)量以及碳利用效率。在整個(gè)萵苣生長(zhǎng)期內(nèi),對(duì)冠層光合作用和呼吸作用進(jìn)行了監(jiān)測(cè),該研究重復(fù)開(kāi)展了五次。萵苣在紅/藍(lán)光或白光下生長(zhǎng),其中包含或不包含15%的遠(yuǎn)紅光光子。采用 Apogee公司的野外光譜輻射計(jì)測(cè)量平均光子通量密度,采用PS-300實(shí)驗(yàn)室光譜輻射計(jì)測(cè)量葉片的光吸收,采用MC-100葉綠素儀測(cè)量每株植物五片葉的葉綠素含量。

研究結(jié)果

兩個(gè)含有15%遠(yuǎn)紅光光子的萵苣生長(zhǎng)室中的冠層光子捕獲量更高,日碳增益增加,且生物量比不含遠(yuǎn)紅光光子的對(duì)照組高出 29%~31%。處理間的冠層量子產(chǎn)量相似。成熟植物的碳利用效率(日碳增益/總光合作用)也相似。光合作用隨著光子捕獲量的增加而線性增加,且所有四個(gè)處理中的斜率相同。

結(jié)論

研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)用遠(yuǎn)紅光光子替代傳統(tǒng)定義的光合光子時(shí),冠層量子產(chǎn)量和碳利用效率均未受影響。這表明吸收的 700~750nm遠(yuǎn)紅光光子在與 400~700nm光子共同作用時(shí),對(duì)光合作用的效率是相同的。由于葉片擴(kuò)展以及冠層輻射捕獲量增加,遠(yuǎn)紅光替代使得作物產(chǎn)量得以提高。這些數(shù)據(jù)結(jié)合先前的研究,為將光合有效輻射(PAR)的當(dāng)前定義擴(kuò)展到包括 700~750nm光子提供了有力證據(jù)。



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