MC-100叶绿素仪和PS-300便携光谱仪用于莴苣冠层光辐射的研究
2025-03-11 来源:本站 点击次数:386研究概述
研究人员探究了在莴苣冠层中添加远红光光子（700~750nm）对其二氧化碳和光子吸收的影响。远红光光子是人眼不可见的，且通常存在于遮荫环境中。植物利用光子进行光合作用，光谱的质量、数量和持续时间会引发植物的各种变化。当植物感知到远红光光子时，会作出避荫反应，致使植物长高以接触阳光，或者长宽以吸收更多光线。然而，远红光光子只有在与其他颜色的光子混合时才能用于光合作用。
实验设置
研究人员在四个生长室中种植了Waldman氏深绿莴苣，旨在研究冠层的光子捕获情况、二氧化碳的量子产量以及碳利用效率。在整个莴苣生长期内，对冠层光合作用和呼吸作用进行了监测，该研究重复开展了五次。莴苣在红/蓝光或白光下生长，其中包含或不包含15%的远红光光子。采用 Apogee公司的野外光谱辐射计测量平均光子通量密度，采用PS-300实验室光谱辐射计测量叶片的光吸收，采用MC-100叶绿素仪测量每株植物五片叶的叶绿素含量。
研究结果
两个含有15%远红光光子的莴苣生长室中的冠层光子捕获量更高，日碳增益增加，且生物量比不含远红光光子的对照组高出 29%~31%。处理间的冠层量子产量相似。成熟植物的碳利用效率（日碳增益/总光合作用）也相似。光合作用随着光子捕获量的增加而线性增加，且所有四个处理中的斜率相同。
结论
研究人员发现，当用远红光光子替代传统定义的光合光子时，冠层量子产量和碳利用效率均未受影响。这表明吸收的 700~750nm远红光光子在与 400~700nm光子共同作用时，对光合作用的效率是相同的。由于叶片扩展以及冠层辐射捕获量增加，远红光替代使得作物产量得以提高。这些数据结合先前的研究，为将光合有效辐射（PAR）的当前定义扩展到包括 700~750nm光子提供了有力证据。
相关仪器
MC-100叶绿素仪
MC-100叶绿素仪用于准确测量叶绿素含量，默认输出单位为μmol chlorophyll·m-2，这消除了叶绿素含量浓度相对指数的问题。当然，也可选择输出叶绿素相对含量值SPAD或CCI。仪器无损测量，测量面积约64mm-2（直径9mm的圆），内存大，可存储160000次测量数据，内置GPS。
PS便携式光谱仪用于测量并输出光谱曲线，适用于研究工作者获得原始的数据。光谱仪有三种模式可选：350~1000nm（可见光到近红外光），300~850nm（UV到可见光）和300~1000nm（UV到近红外光）。波长分辨率1nm，测量重复性＜1%。可以野外使用，采用PC端USB供电。仪器由光谱仪、2m光纤、探测器、USB线、操作软件和背包等组成。
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