便携式光合作用测定系统在植物生理生态上的应用

1、便携式光合作用测定系统在植物生理生态上的应用 中南农业大学园艺学院 刘厚诚博士 一、可测试参数 净光合速率（Pn） 气孔导度（Gs） 蒸腾速率（Ts） 细胞间隙CO2浓度（Ci） 大气CO2浓度（Ca） 光量子通量密度（PFD） 叶温（TL） 相对空气湿度（RH）如果配备叶绿素荧光叶室，可测试以下参数： 最大荧光（Fm） 初始荧光（Fo） 可变荧光（Fv） 光化学猝灭（qP） 非化学猝灭（qN）二、可测试光合作用指标 植物叶片光合作用光响应曲线 植物叶片光饱和点 植物叶片光补偿点 植物叶片光合作用CO2响应曲线 植物叶片CO2饱和点 植物叶片CO2补偿点 植物光合作用的日变化，包括Pn、Gs、

2、Tr和Ci 光合作用相关环境因子的日变化，如PFD、TL、Ca和RH 光呼吸速率：2O2、340mol.mol-1 CO2低氧气体下的CO2浓度变化。暗呼吸速率：无光照条件下的CO2浓度变化 植物光合作用的日变化，包括Pn、Gs、Tr和Ci 光合作用相关环境因子的日变化，如PFD、TL、Ca和RH 光呼吸速率：2O2、340mol.mol-1 CO2低氧气体下的CO2浓度变化。 暗呼吸速率：无光照条件下的CO2浓度变化三、可计算光合作用指标 表观量子效率（AQY）：指200 mol.m-2.s-1低光强下光光合作用最初直线方程的斜率。 羧化效率（CE）：又称叶肉导度，是在CO2浓度低于250

3、mol.m-2.s-1以下时测算出CO2 光合直线方程的斜率。 气孔限制值（Ls）：Ls1Ci/Ca 光呼吸速率：2O2、340mol.mol-1 CO2低氧气体下的呼吸速率。 CO2利用率（CUE）：CUE（Pnet×TlRdark×Td）/（Pgross×Tl） Tl和Td分别为光期和暗期（以小时计） Pgross和Pnet分别为粗、净Pn Rdark代表暗呼吸速率 四、其他参数 RuBP最大再生速率（Vrubsico）：指CO2达到饱和点后的最大Pn。 温合补偿点：指Pn为0时的Tl，可反映植物对高、低温的响应。 水合补偿点：指Pn为0时的叶片水势，反映植物

4、对水分胁迫的响应。 PS光化学效率（Fv/Fm）五、植物的光合特性1 单叶光合特性 需光特性（光饱和点、光补偿点） 需光特性因种类、品种、叶位等而异，还受温度、光照、水分等环境因子的影响。 CO2需求特性（CO2饱和点、CO2补偿点） CO2浓度倍增后气孔密度、Gs、Tr降低，叶片失水减少，可提高水分利用效率达60160； CO2浓度倍增后可增加光的利用率，植物Pn提高（C3植物提高2030，C4植物提高10或不提高）。2 群体光合特性 植物群体光合特性测试需制作大小适宜的群体光合测试箱。 植物群体Pn一般比单叶Pn低，日变化曲线多为单峰型，无“午休”现象。 群体光合作用CO2饱和点与单叶相似

5、，但一般不易测出饱和光强。3 植物的Pn日变化规律 Pn的日变化规律一般有3种类型： 单峰型：随光照强度的增大而上升，中午前后Pn达到最大； 双峰型：上午Pn随光强增加而增大，多在11时前后达到最大，12:3013:00出现“午休”，午后又逐渐升高，日变化呈双峰曲线，上午峰高于下午； 一降不起型：多发生在环境胁迫下（如水分），在上午1011时达到最大后不断下降，下午光、温条件适宜时，Pn也不再上升。4植物“午休”现象的气孔限制与非气孔限制 引起午休的原因有气孔限制和非气孔限制因素： 气孔限制因素包括Gs、Rs、气孔限制值（Ls）和Ci； 非气孔因素如土壤水分、光照、气温、叶温、相对湿度、大气CO2浓度、RuBP再生速率、羧化效率等。 Rs、Ls上升，Gs、Ci下降，此时Pn下降表现为气孔限制，是CO2供应受阻。 当Gs和Ci增高，而Rs和Ls较小时，Pn下降的限制因