結(jié)合氣體交換和熒光

       與單獨(dú)使用任一技術(shù)相比，對(duì)同一葉面積上的氣體交換和葉綠素?zé)晒膺M(jìn)行綜合分析可以提供更完整的光合作用圖片。例如，當(dāng)一起使用時(shí)，這些技術(shù)可以提供一種評(píng)估途徑的方法 CO2從葉細(xì)胞間氣隙擴(kuò)散到葉綠體。

的電阻 CO2沿著這條途徑目前是旨在提高植物水分利用效率的深入研究的主題。鑒于缺水限制了全球植物的生產(chǎn)力，了解這些擴(kuò)散過程至關(guān)重要。

葉面及以外的氣體交換

         CO2和 H2O葉層的氣體交換或 CO2交換水生樣品時(shí)，LI-6800可以直接測(cè)量 CO2吸收來表征樣品的光合同化率。

葉級(jí)

LI -6800使用穩(wěn)態(tài)同化方程測(cè)量葉級(jí)氣體交換，其中A為 CO2同化，μ是流速， c1和 c2是 CO2樣品前后的濃度，S為葉面積。

水

同化是根據(jù)濃度差和流速計(jì)算的，

其中A是 CO2同化，μ是流速， c1和 c2是 CO2樣品前后的濃度，w 1和w 2為樣品前后的水蒸氣。質(zhì)量平衡計(jì)算給出通量 CO2液體樣品和比色皿頂部空間之間。通量與水生樣品的真實(shí)碳同化和碳酸鹽系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)耦合。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化為細(xì)胞密度、質(zhì)量或葉綠素含量時(shí)，水生室提供 µmol 的測(cè)量值 CO2 cell-1 s-1, 微摩爾 CO2 mg-1 s-1，或微摩爾 CO2 µg-1 s-1。

土壤 CO2通量

用于土壤調(diào)查測(cè)量 CO2通量室 (6800-09)，LI-6800作為封閉系統(tǒng)運(yùn)行。它使用熟悉的土壤氣體通量方程計(jì)算氣體交換，

其中 Fc是通量 CO2，V為系統(tǒng)容積，P為大氣壓力，W為室內(nèi)水摩爾分?jǐn)?shù)，R為氣體常數(shù)，S為土壤面積，T為室內(nèi)空氣溫度，dC'/dt表示干燥變化 CO2濃度隨時(shí)間 ( t ) 的變化。

動(dòng)態(tài)同化™技術(shù)

        基于穩(wěn)態(tài)氣體方程的重新表述，動(dòng)態(tài)同化技術(shù)可以測(cè)量非穩(wěn)態(tài)條件下的光合氣體交換，如方程所示，

其中A為 CO2同化，μ 是流速， c1和 c2是 CO2樣品前后的濃度，S為葉面積，dC/dt為變化率 CO2在系統(tǒng)中。動(dòng)態(tài)同化方程表明，穩(wěn)態(tài)是質(zhì)量平衡方程的特例，其中dC/dt等于 0（Saathoff 和 Welles，2021）。配備 6800-01A 熒光計(jì)的 LI-6800 是具備動(dòng)態(tài)同化技術(shù)的儀器。也只有這個(gè)儀器只具備動(dòng)態(tài)同化技術(shù)。

多相 Flash™ 熒光

         改進(jìn)了氣體交換和熒光的組合測(cè)量。

葉面均勻照明

        通過氣體交換和熒光的綜合評(píng)估來了解葉級(jí)過程需要被研究的葉區(qū)被高度均勻的光源照亮。否則，氣體交換參數(shù)可能會(huì)人為地不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤傳播到許多其他參數(shù)。

        LI -6800熒光計(jì)光源高度均勻，90% 的葉面積上的光強(qiáng)度為平均值的 ±10%。這種高光均勻性最大限度地減少了可能導(dǎo)致氣體交換測(cè)量錯(cuò)誤的偽影，并混淆了需要比較氣體交換和 PAM 葉綠素?zé)晒?/span>參數(shù)的過程的理解。

高強(qiáng)度閃光

        必須知道最大熒光產(chǎn)量才能準(zhǔn)確估計(jì) ETR 和 NPQ 以及其他幾個(gè)重要參數(shù)。從以前看，最大熒光產(chǎn)量的估計(jì)是通過使用稱為“飽和閃光"的短（一秒或更短）、高強(qiáng)度（比全日光高許多倍）的閃光來實(shí)現(xiàn)的。隨著光強(qiáng)度的逐漸增加，熒光產(chǎn)量呈雙曲線向漸近線增加，此時(shí)可以最準(zhǔn)確地近似最大熒光產(chǎn)量。

        當(dāng)在受照射的葉子中測(cè)量時(shí)，估計(jì)最大熒光產(chǎn)量（Fm'）需要使用自然界中植物從未遇到過的光強(qiáng)度。此外，隨著 NPQ 在葉子中不斷發(fā)展，Fm' 的估計(jì)需要更高的強(qiáng)度，這開始發(fā)生在遠(yuǎn)低于全日照的光強(qiáng)度下。

         LI -6800熒光計(jì)可提供高達(dá) 16,000 µmol 的傳統(tǒng)飽和閃光 m-2 s-1葉面積超過6 cm2; 這是其他商業(yè)熒光計(jì)無法做到的。

多相 Flash™ 熒光可準(zhǔn)確估計(jì) Fm'

         通過其他計(jì)算的熒光參數(shù)準(zhǔn)確測(cè)量 Fm'，確保準(zhǔn)確測(cè)定非光化學(xué)猝滅 (NPQ)、能量依賴性猝滅 (qE)，光系統(tǒng) II 介導(dǎo)的電子傳輸?shù)牧孔赢a(chǎn)率 (ΦPSII)、實(shí)測(cè)電子傳輸速率（J）、葉肉電導(dǎo) (gm)。

         Multiphase Flash™ 熒光這一創(chuàng)新技術(shù)可用于通過單次閃光事件快速估計(jì)無限輻照度下的熒光產(chǎn)量，這是對(duì)“真實(shí)"Fm 的更準(zhǔn)確測(cè)定。該值稱為外推最大熒光產(chǎn)量 (EFm’)，是對(duì)“真實(shí)"Fm' 的更準(zhǔn)確評(píng)估，與表觀最大熒光產(chǎn)量的傳統(tǒng)測(cè)量相反 (AFm’)使用傳統(tǒng)的矩形閃光燈。

        實(shí)驗(yàn)研究表明 EFm’值總是高于 AFm’使用越來越強(qiáng)的飽和閃光 (Q') 測(cè)量的值。在某些情況下，Fm' 的錯(cuò)誤估計(jì)隨后會(huì)導(dǎo)致 Φ PSII的估計(jì)誤差高達(dá) 15-30%。此外，雖然測(cè)量值 AFm’隨著 Q' 的增加而逐漸增加，估計(jì) EFm’除了很低Q' 之外，在相同 Q' 強(qiáng)度范圍內(nèi)測(cè)量的結(jié)果是恒定的，這表明使用多相 Flash™ 熒光方法可以在較低閃光強(qiáng)度下實(shí)現(xiàn) Fm' 的準(zhǔn)確估計(jì)。因此，由于該技術(shù)可用于使用中等閃光強(qiáng)度來估計(jì) Fm'，因此可以研究對(duì)光損傷敏感的植物，同時(shí)降低飽和閃光造成損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

優(yōu)化的信噪比

         獲得準(zhǔn)確熒光參數(shù)的一個(gè)方面涉及信噪比。這在熒光誘導(dǎo)曲線期間尤其重要，此時(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)被快速采集并進(jìn)行最小平均。

         LI -6800使用精心改進(jìn)的協(xié)議，其中僅通過改變調(diào)制脈沖的頻率而不是脈沖幅度或脈沖寬度來改變調(diào)制光。這最終防止了暗適應(yīng)和光適應(yīng)葉子中的測(cè)量光誘導(dǎo)光合作用，并優(yōu)化了熒光信號(hào)。LI -6800提供預(yù)先確定的設(shè)定值，可優(yōu)化信噪比，且不會(huì)違反 PAM 葉綠素熒光技術(shù)。

用于感應(yīng)動(dòng)力學(xué)的高頻熒光計(jì)

         LI-6800熒光計(jì)能夠以高達(dá) 250 kHz 的頻率調(diào)制測(cè)量光，能夠以高分辨率全面表征葉子的熒光誘導(dǎo)瞬態(tài)。

        熒光誘導(dǎo) (OJIP) 曲線可作為快速評(píng)估關(guān)鍵色素結(jié)合蛋白復(fù)合物 PSII（光合作用在其中啟動(dòng)）的精致光物理細(xì)節(jié)的一種手段。誘導(dǎo)曲線的不同轉(zhuǎn)變（以前稱為“OJIP 瞬態(tài)"）可用于測(cè)量植物的環(huán)境脅迫。LI -6800熒光計(jì)的不同之處在于它可以在誘導(dǎo)過程中測(cè)量?jī)煞N類型的熒光：1) 調(diào)制的熒光；2) 調(diào)制的熒光。2) 連續(xù)。OJIP 瞬變背后的光物理反應(yīng)會(huì)在一定的時(shí)間尺度內(nèi)發(fā)生。OJIP 瞬態(tài)的這些時(shí)間尺度要求在微秒到毫秒的時(shí)間尺度上進(jìn)行測(cè)量。LI -6800熒光計(jì)可以在 4 微秒到數(shù)百毫秒的時(shí)間尺度上采集調(diào)制的連續(xù)熒光信號(hào)。

         熒光誘導(dǎo)（OJIP）曲線。熒光誘導(dǎo)曲線是快速評(píng)估關(guān)鍵色素結(jié)合蛋白復(fù)合物 PSII（光合作用在其中啟動(dòng)）的精致光物理細(xì)節(jié)的一種手段。誘導(dǎo)曲線的不同轉(zhuǎn)變（以前稱為“OJIP 瞬態(tài)"）可用于測(cè)量植物的環(huán)境脅迫。LI -6800熒光計(jì)的不同之處在于它能夠在誘導(dǎo)過程中測(cè)量?jī)煞N類型的熒光：1) 調(diào)制的熒光；2) 調(diào)制的熒光。2) 連續(xù)。OJIP 瞬變背后的光物理反應(yīng)會(huì)在一定的時(shí)間尺度內(nèi)發(fā)生。OJIP 瞬態(tài)的這些時(shí)間尺度要求測(cè)量能夠在微秒到毫秒的時(shí)間尺度上進(jìn)行。LI -6800熒光計(jì)可以在 4 微秒到數(shù)百毫秒的時(shí)間尺度上采集調(diào)制的連續(xù)熒光信號(hào)。