摘要：针对目前温室植物补光无法针对植物生长状况实时反馈控制的问题,以LED补光系统为基础,设计了基于FluorMonitor叶绿素荧光传感器的植物补光测控系统。通过SDI-12和MODBUS通信协议实现对叶绿素荧光参数和光温参数的采集;并根据叶绿素荧光参数Ft、Fm、光化学量子效率Yield的测量流程和采集周期,设计了自动采集模式和手动采集模式;通过PWM调光模块的设计,完成对LED发光强度的精确调控;通过设计人机接口,实现了对光温参数和叶绿素荧光参数的显示和人机交互操作。以生菜为研究对象,进行了不同调光方式的补光调控试验,试验结果表明,基于叶绿素荧光的LED补光控制系统可以实现对光强、ETR和Yield的稳定控制,增加生菜对光能的利用效率,实现了基于作物生理信息的反馈控制。

摘要：由于大气吸收和散射等大气辐射传输影响,叶绿素荧光卫星遥感反演存在很大的困难和挑战。本文利用日本温室气体观测卫星GOSAT的TANSO-FTS超光谱数据,选取770 nm附近受大气影响较弱的KI夫琅和费暗线,借助KPNO2010高分辨率太阳辐照度光谱,设计了加权最小二乘拟合的叶绿素荧光卫星反演算法,利用矩阵的谱条件数确定了算法中KI吸收线所采用的权重系数,获得了中国区域2010年1月至2011年6月的叶绿素荧光数据。并利用TANSO-CAI云标识数据剔除了受云影响的反演结果,并按照2°×2°格网逐月计算了荧光强度均值。将反演叶绿素荧光强度结果与同期MODIS的增强性植被指数EVI、光合有效辐射比例FPAR、总初级生产力GPP产品作对比分析,结果表明:荧光强度高值主要分布在中国西南、中南等植被覆盖度高、生长旺盛的地区,荧光强度季节性变化规律与EVI、FPAR、GPP等相似,但季节变化比上述各参数变化提前且更敏感,可以反映其他参数所不具备的独特信息。

摘要：研究设计了一种基于MINIPAM荧光仪调制脉冲式荧光检测技术的LED阵列输出光强叶绿素荧光参数在线监控系统。该系统利用可编程电源为LED列阵提供恒流输出驱动,利用LED列阵作为激发叶绿素产生荧光的光化光,利用MINIPAM荧光仪对植物光系统II的稳态荧光Fs、光适应下最大荧光Fm'进行检测,并结合系统传感器对环境温度、光合有效辐射PAR等植物环境因子的测量,综合分析环境因素对实际量子效率ΦpsII等参数的影响。系统通过串口与上位机通信,上位机可利用DELPHI7语言编制的监控软件对植物光适应下的荧光参数进行实时在线监控。试验表明,与传统的试验方法相比该系统具有精度高、应用范围广等优点,是一种具有广泛应用前景的实时光合能力测量与控制仪器。

摘要：以黄瓜品种‘津优101’(Jinyou101)为试材,进行人工环境控制试验,设计三因素正交试验,高温设计4个水平,即32℃(日最高气温)/22℃(日最低气温)、35℃/25℃、38℃/28℃和41℃/31℃;空气相对湿度设计3个梯度水平,分别为50%±5个百分点、70%±5个百分点和90%±5个百分点,处理持续时间为3d、6d、9d和12d,以28℃/18℃、50%±5个百分点为对照(CK)。测定不同处理下黄瓜叶片叶绿素荧光诱导动力学参数,以了解高温高湿对黄瓜叶片光系统Ⅱ中心叶绿素荧光特性的影响。结果表明:在日最高温度32~41℃范围内,随着温度的升高,苗期黄瓜叶片快速荧光动力学标准化曲线ΔV_(t)在J相和K相呈现明显凸起,41℃处理ΔV_(t)的曲线凸起最明显(ΔV_(J)=0.24848、ΔV_(K)=0.09116),且ΔK和ΔJ均>0,标准化曲线ΔW_(t)呈现明显的K峰,70%空气相对湿度处理的标准化曲线ΔV_(t)无明显凸起(ΔV_(J)=0.00421,ΔV_(K)=-0.0031)。随着温度的升高,单位反应中心耗散掉的能量(DI_(o)/RC)、用于热耗散的量子比率(φD_(o))均有所升高,41℃处理下最高,较CK分别增加85.24%和18.96%;用于电子传递的量子产额(φE_(o))、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ET_(o)/RC)有所降低,41℃处理下最低,较CK分别减少49.64%和38.05%。在高温胁迫下,空气相对湿度70%处理下ET_(o)/RC和φE_(o)均大于50%和90%处理,较50%处理分别增大28.69%和47.04%,较90%处理分别增大18.36%和12.02%。研究认为高温破坏了黄瓜叶片光系统的结构和功能,使光化学效率下降,70%空气相对湿度可以减轻高温对光系统Ⅱ供体侧和受体侧的损害,缓解高温对黄瓜叶片光合机构的伤害。

摘要：为探讨不同氮磷钾施肥量对龙脑樟(Cinnamomum camphora ***)矮林叶绿素荧光的影响,筛选出适合龙脑樟的最佳肥料用量,为龙脑樟的优质栽培提供参考依据。研究以龙脑樟矮林为试材,采用"3414"不完全正交回归施肥设计,通过测定叶绿素荧光参数(F_o、F_m、F_v/F_m、F_v/F_o),研究不同施肥量对其叶绿素荧光参数的影响。结果表明:在施不同量的氮磷钾肥的情况下,龙脑樟的光合电子传递速率(ETR)先随着光合辐射(PAR)强度的增加而增加,而到一定光强后趋于稳定,光化学猝灭系数(qP)随着光合有效辐射(PAR)的增加而下降,非光化学猝灭系数(NPQ)随着光合有效辐射(PAR)的增加而增加,N_2P_2K_2处理下的ETR、qP最大,NPQ最小,说明N_2P_2K_2处理有利于提高龙脑樟的光合速率和光能利用效率。而初始荧光(Fo)均随着施肥量的增加先下降后增加,最大荧光(F_m)、F_v/F_m、F_v/F_o则均随着施肥量的增加先增加后下降,均在N_2P_2K_2最小或最大,说明施加适量的氮磷钾肥可以提高龙脑樟的潜在光合能力和光化学活性,降低光抑制程度,使其获得较高的光合效率和光合潜能,促进龙脑樟的生长。

摘要：以籼型杂交稻6个不育系和5个恢复系按不完全双列杂交交配设计的30个杂交稻组合及其亲本品种/系为材料,对其剑叶的叶绿素荧光参数进行了测定和分析。结果表明:(1)杂交稻亲本和组合间的叶绿素荧光参数均存在极显著的差异,其中,NPQ和ΦNPQ的变异系数为最大;Fv/Fm的变异系数为最小。(2)不同杂交稻组合ΦNPQ、NPQ和qL的平均值和变异系数均大于其亲本的平均值和变异系数,表明杂交稻组合光能利用率的杂种优势极其明显,这将有利于高光能利用率杂交稻组合的配组。(3)杂交稻的Fm、Fv/Fm、ΦNPQ、NPQ和qL具有中亲优势;其ΦNO具有负向超亲优势;其ΦPSII、ΦNPQ、NPQ和qL具有正向竞争优势。(4)杂交稻组合的ΦPSII、ΦNPQ和NPQ与其母本值呈显著或极显著水平的正相关关系;杂交稻组合的ΦPSII、ΦNPQ与其中亲值呈显著或极显著水平的正相关关系。

摘要：为探讨闽楠幼树对不同光环境的光合生理响应,本研究分析了不同光照条件(全光和88.3%遮光率)对闽楠1年生和3年生幼树叶绿素含量、叶绿素荧光参数、捕光色素分子内禀特性和光能分配的影响。结果表明:88.3%遮光率条件下生长的闽楠1年生和3年生幼树叶绿素a、叶绿素b、类葫芦卜素含量均显著大于全光照。遮阴导致闽楠1、3年生幼树初始荧光(Fo)、PSII最大光化学量子产量(Fv/Fm)和PSII有效光化学量子产量(Fv’/Fm’)增加,光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ)下降。88.3%遮光率条件下生长的闽楠1年生和3年生幼树捕光色素分子有效光能吸收截面(σik’)和天线热耗散(D)显著低于全光照,处于最低激发态的捕光色素分子数(Nk)和非光化学能量耗散(E)高于全光照。在全光照或88.3%遮光率条件下,闽楠1年生幼树叶绿素含量、类葫芦卜素含量、Fv/Fm、Fv’/Fm’、NPQ与3年生幼树无显著差异。在全光照条件下,闽楠1年生幼树qP、电子传递速率(ETR)、σik’、光化学耗散(P)显著小于3年生幼树,Nk和E高于3年生幼树。这说明闽楠1年生和3年生幼树适宜在遮阴条件下生长,全光照条件下会产生光抑制,闽楠3年生幼树对高光环境的抗性较1年生幼树强。

摘要：叶绿素荧光检测技术作为一种无损检测技术应用十分广泛。传统叶绿素荧光检测技术激发信号时使用的阶跃或调制脉冲(PAM)频带窄,而光合系统是一个高阶的宽带系统,难以激发出光合系统所有的动态特性,使叶绿素荧光信号含有的信息丰富度受限。目前市面上的叶绿素荧光仪均不具备宽带激励功能,限制了新兴的人工智能算法能够处理复杂信号、挖掘丰富信息的能力。针对该问题,基于伪随机二进制序列(PRBS)信号,设计开发了一套具有宽带激励功能的叶绿素荧光仪。该仪器同时能测量传统的叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)与PAM曲线,对5种不同植物在3种激发光下的叶绿素荧光的信息熵进行对比,结果表明,PRBS激发的叶绿素荧光具有最高的信息熵。该仪器能够提供信息更丰富的叶绿素荧光信号,有望为植物生理及环境胁迫检测提供新型的科学仪器。

摘要：选择茶(Camellia sinensis)幼苗为试验材料,在盆栽条件下采用受控模拟酸雨喷淋的试验方法,设置3个酸雨梯度p H 2.5、p H 4.0和p H5.6,每个梯度下分别设计地上处理、全淋处理和土壤处理,测定其叶绿素荧光和光合特性.结果表明:在p H 2.5酸雨胁迫下,全淋处理显著减少了茶幼苗相对叶绿素含量(SPAD)合成、降低PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/F0)、实际光化学量子产量(Yield)、光化学淬灭系数(qP)以及净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)等光合参数,提高了胞间二氧化碳浓度(Ci)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd),地上处理作用下茶幼苗受到抑制作用其次,土壤处理对茶幼苗的抑制作用最小;在p H 4.0酸雨胁迫下,除光饱和点(LSP)、光补偿点和暗呼吸速率其余各处理值均高于对照组(CK),并且土壤酸雨>地上酸雨>全淋酸雨处理>CK,而p H 5.6酸雨胁迫下,各参数变化为土壤酸雨>地上酸雨>CK>全淋酸雨处理.可见,在p H 2.5酸雨胁迫下,全淋酸雨处理对幼苗的抑制作用最强;p H 4.0和p H 5.6酸雨胁迫下,土壤酸雨处理对于幼苗的促进作用最强;处理方式和酸雨强度的交互作用下Fv/Fm、Amax、AQY、LSP、LCP和Rd都具有显著差异,而SPAD、Fv/F0、Yield、qP差异不显著.得出结论为:酸雨对植物的作用机理随酸雨浓度而定,重度酸雨胁迫下,直接和间接作用都有;而中、轻度酸雨胁迫下,主要是通过土壤酸化后对植物起间接作用.

摘要：为揭示光合作用对施肥水平和种植密度的响应机制,以张杂谷5号为试验材料,采用5因素5水平二次通用旋转设计,分析氮、磷、钾、行距和株距对叶绿素荧光参数的影响。结果表明,氮对非光化学淬灭、光化学淬灭、最大光化学量子产量、实际光化学量子产量均有显著影响;在设计范围内,实际光化学量子产量和光化学淬灭随着施氮肥水平的增加均呈先增后降的趋势;随着氮的增加最大光化学量子产量呈直线上升趋势;非化学淬灭参数随着施氮量的增加先减小后增大。磷对实际光化学量子产量和非化学淬灭有显著影响,并且这些指标随着施磷量的增加均呈先增后减趋势。钾对实际光化学量子产量和光化学淬灭都有显著影响。行距对实际光化学量子产量、光化学淬灭和非光化学淬灭参数均有显著影响。氮与钾、氮与株距、钾与株距的相互作用对光化学淬灭和实际光化学量子产量影响显著。磷与行距的相互作用对最大光化学量子产量有显著影响。说明合理的施肥和密植可改善张杂谷5号的光合功能,从而增加作物干物质积累量,提高产量。