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      LI-6800應用案例 |【New Phytologist】最優化理論解釋了植物夜間的氣孔響應

      來源:北京力高泰科技有限公司 發布時間:2021-06-02 09:51:25 點擊數:694 使用提問 咨詢價格

      原文以 Optimization theory explains nighttime stomatal responses 為標題發表在New Phytologist(IF=8.512)上。
      作者 |   Yujie Wang, William R. L. Anderegg, Martin D. Venturas等 
      翻譯 | 子毅

      在植物物種和群落尺度上,都能觀測到夜間蒸騰作用。這一過程會顯著影響全球尺度上的水、碳以及能量收支。

      然而,這其中還有一些未解之題:植物夜間蒸騰失水的意義是什么?如何在大尺度上通過模型對其進行模擬?

      研究者們假設:植物會在夜間優化葉片的擴散導度(Leaf Diffusive Conductance,gwn),從而在白天光合作用效益(Daytime Photosynthetic Benefits)和夜間蒸騰作用效益(Nocturnal Transpiration Benefits)之間實現平衡。

      在夜間,蒸騰失水會降低葉溫,減弱植物在夜間的呼吸消耗,這是夜間蒸騰作用的“收益”(Nighttime Benefits);另外,夜間蒸騰作用引起植物失水,這會造成植物白天光合碳同化量的下降,這是夜間蒸騰作用的“成本”(Nighttime Costs)。

      研究者們測量了水樺幼苗(Betula occidentalis)夜間的氣孔響應,并驗證了相關模型。

      數據顯示,隨土壤變干、空氣CO2濃度升高、空氣濕度增大、葉片溫度降低、葉片呼吸速率下降,水樺葉片的擴散導度(Leaf Diffusive Conductance,gwn)會減小。

      模型能很好預測葉片的所有這些響應(除了gwn 的空氣濕度響應之外)。

      研究結果顯示,日落后gwn 的緩慢下降,與葉片呼吸作用減弱有關。

      將最優夜間蒸騰模型與白天氣孔優化方法結合,可定量預測夜間的蒸騰速率。

      LI-6800高級光合-熒光測量系統在本研究中的作用

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      LI-6800高級光合-熒光測量系統

      選擇12株水樺苗,6株被用于研究植物氣孔對土壤干旱的響應(干旱處理),6株被用于研究植物氣孔對空氣CO2濃度Ca、飽和水汽壓虧缺VPD 以及溫度的響應(充分灌溉處理)。為確保穩定的夜間氣體交換測量,日落后,測試種苗從玻璃溫室轉移到實驗室,控制實驗室溫度~25℃。在23:00到次日凌晨04:00之間,使用LI-6800高級光合-熒光測量系統測量葉片的氣體交換參數。測量完成后,種苗再次轉移回玻璃溫室。詳細測量步驟請參見原文。

      原文中的部分數據圖

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