基于叶绿素荧光光谱分析的光能利用效率研究-农业机械学报.pdfVIP

２０１４年 ７月 农 业 机 械 学 报 第 ４５卷 第 ７期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１４．０７．０３９ 基于叶绿素荧光光谱分析的光能利用效率研究 １，２ １ ３ １ １ １ 周丽娜 　于海业 　于连军 　张　蕾 　隋媛媛 　任　顺 （１．吉林大学生物与农业工程学院，长春 １３００２２；２．长春科技学院动物科技学院，长春 １３０６００； ３．长春市农业科学院，长春 １３０１１１） 摘要：以水稻为研究对象，利用叶绿素荧光光谱对水稻叶片的光能利用效率进行分析。研究中，采集水稻叶片的叶 绿素荧光光谱，同步测定净光合速率和光合有效辐射，并进行光能利用效率的计算。以红光区Ｆ 和远红光区Ｆ ６８５ ７３２ 为光谱特征参数的分析显示，Ｆ 、Ｆ 及参数组合 Ｆ ／Ｆ 与光能利用效率显著线性相关，因此分别以Ｆ 、Ｆ 和 ６８５ ７３２ ６８５ ７３２ ６８５ ７３２ 以Ｆ ／Ｆ 为模型输入建立了光能利用效率预测模型并进行对比，发现基于 Ｆ ／Ｆ 的预测模型精度更高。由于 ６８５ ７３２ ６８５ ７３２ ＣＯ的同化过程受气孔导度的影响，而叶片温度是气孔导度的信号，且光能利用效率受叶片温度影响显著，为提高 ２ 模型预测精度，也将叶片温度作为模型输入，建立了基于Ｆ ／Ｆ 和叶片温度的光能利用效率预测模型，决定系数 ６８５ ７３２ 为０８８５。 关键词：叶绿素荧光光谱　光能利用效率　荧光参数比　回归分析 中图分类号：Ｓ１２３；Ｏ６５７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１４）０７０２５５０５ 测光能利用效率。 　　引言 １　材料与方法 近年来，利用电磁辐射的光谱检测技术监测植 物生长及环境逐渐受到人们关注［１－２］。植物的激光 试验于２０１２年６月 ２８日上午 １０点在吉林省 诱导叶绿素荧光光谱检测是这种检测技术的重要组 长春市农业科学院水稻所试验田（海拔高度 １５０ｍ， 成部分，作为一种主动探测技术，它为评价植物在环 ４４°５０′Ｎ，１２５°１８′Ｅ）进行。水稻品种为春香 １号，株 ［２］ 高０５～０８ｍ。在试验田内挑选长势均匀，正常管 境中的生长状况提供了一种特殊的方法 。 植物依靠光合色素，通过光合过程将太阳能转 理的健康水稻旗叶为测量对象，测量时天气晴朗。 化为化学能供植物生长。光合过程中，能量转移通 获取水稻叶片的叶绿素荧光光谱、光合作用参数以 过光化学和非光化学两种途径，且在二者之间存在 及温度、光照等环境参数。 着密切的机理联系［３－４］。绝大部分能量在光化学过 １１　光能利用效率的测定 程中用于 ＣＯ的固定，而余下的部分以两种非光化 采用美国产 ＬＩ ６４００型便携式光合作用仪对 ２ 学过程耗散，包括热耗散和荧光。荧光是一种能量 水稻叶片进行测定，每叶重复测量 ３次取平均值。 的再发射过程，出现在红光和远红光区域，虽然仅占 同时获取