LI-6800應(yīng)用案例 |【New Phytologist】

原文以  Diffuse light and wetting differentially affect tropical tree leaf photosynthesis 為標(biāo)題發(fā)表在New Phytologist（IF=8.512）上。
作者 | Z. Carter Berry和 Gregory R. Goldsmith 

翻譯 | 子毅

云和降雨是常見的天氣狀況。在有云的條件下，葉片接受的光照以漫射光（Diffuse Light）為主；降雨會(huì)潤濕葉片表面，進(jìn)而影響其光合作用。

目前大部分光合作用測量實(shí)驗(yàn)，都是在直射光（Direct Light）下進(jìn)行的，同時(shí)保持了葉片表面的干燥。

為此，研究者們在熱帶山地林中，選取了不同的樹種，使用LI-6800光合作用氣體交換測量系統(tǒng)，評估了漫射光和潤濕（Wetting）對葉片光合作用的影響。

數(shù)據(jù)顯示，不同樹種的響應(yīng)存在很大差異。一些樹種在直射光下光合速率更高；而一些樹種則不然：在漫射光條件下，光合速率能高出100%。弱光條件下，漫射光和直射光對葉片光合的作用相當(dāng)。

降雨讓葉片表面變濕，整體而言會(huì)降低葉片的光合速率。然而，不同樹種間的差異仍然很大。

該研究結(jié)果幫助解釋了有云天氣條件下，觀測到的生態(tài)系統(tǒng)NEE反而升高的現(xiàn)象。這還有助于改進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的氣候響應(yīng)模型。

LI-6800高級(jí)光合-熒光測量系統(tǒng)在本研究中的作用

6800-13大葉葉室

使用LI-6800高級(jí)光合-熒光測量系統(tǒng)，先測量葉片（表面干燥）的光響應(yīng)曲線，隨后測量同一葉片在表面濕潤條件下的光合速率。在表面濕潤條件下，只測量一個(gè)值，目的是減少高濕氣流進(jìn)入氣路中的量。葉片選擇*展開的成熟健康葉片，在09:00-14:00間完成測量。

在測量葉片光響應(yīng)曲線時(shí)，人為制造直射光和漫射光環(huán)境。葉室型號(hào)為6800-13，該葉室取樣面積6cm*6cm。光質(zhì)比例設(shè)置為65%紅光、10%綠光、20%藍(lán)光和5%白光。在1400μmol m-2S-1光強(qiáng)下進(jìn)行光適應(yīng)，直至數(shù)據(jù)穩(wěn)定。光響應(yīng)曲線的光強(qiáng)設(shè)置從高到低，在每個(gè)光強(qiáng)下至少適應(yīng)2min。溫度維持在22℃，CO₂濃度維持在400ppm，相對濕度約70%。

為方便在直射光和漫射光之間切換，研究者們制作了一個(gè)集成式球面裝置（Brodersen et al.，2008）。當(dāng)光源在球面頂部，光照以直射為主，當(dāng)光源在側(cè)面，光照以漫射為主。當(dāng)在頂部和側(cè)面都有光源時(shí)，就是部分直射，部分漫射。研究者依照Brodersen等（2008）中的方法，確定直射光的角度為22°，散射光的角度為105°。建立光源的發(fā)射強(qiáng)度和到達(dá)葉面表面的光強(qiáng)之間的校準(zhǔn)曲線，進(jìn)而確定葉片表面實(shí)際接收到的光強(qiáng)。另外，研究者還確保了光譜沒有隨漫射而發(fā)生改變。

圖源/Brodersen et al.（2008）

直射光下的光響應(yīng)曲線強(qiáng)度梯度為：1370，927，566，381，275，172，105，39（單位是μmol m^-2S^-1）；漫射光下的光響應(yīng)曲線強(qiáng)度梯度為：1210，858，634，397，286，206，128，53（單位是μmol m^-2S^-1）。

在測量完葉片（表面干燥）的光響應(yīng)曲線后，葉片從葉室取出，在葉片上表面噴水直至*潤濕，輕甩去掉過多的水，之后把葉片放回葉室，確保測量部位不變。在1200μmol m^-2S^-1的直射光和漫射光下，分別測量其光合速率。每次都是先測葉片在表面干燥狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，然后再測量其在表面濕潤狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。

在測量濕潤葉片的光合作用時(shí)，確保其已經(jīng)*適應(yīng)了葉室環(huán)境，有時(shí)這一過程需持續(xù)20-30min。測量時(shí)不對進(jìn)氣濕度做控制。如果葉片在測量時(shí)已經(jīng)變干，重新取出潤濕。

在測量濕潤葉片時(shí)，不使用氣孔導(dǎo)度gsw 和蒸騰速率E 這兩個(gè)數(shù)值。由于葉片表面濕潤，這會(huì)導(dǎo)致葉片表面的蒸騰作用和蒸發(fā)作用混在一起。光合速率的計(jì)算則不依賴葉片氣孔導(dǎo)度的數(shù)據(jù)，因此只使用葉片的凈光合速率進(jìn)行比較。

原文中的主要數(shù)據(jù)圖