[發(fā)明專利]一種快速判定植株光強和溫度適應(yīng)范圍的方法及其裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410528099.2
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN104237191A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹福亮;王歡利;郁萬文;張往祥;汪貴斌;劉新亮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N1/28
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種快速判定植株光強和溫度適應(yīng)范圍的方法及其裝置，具體涉及一種基于葉綠素?zé)晒?F_v/F_m)參數(shù)測定的判定植株的極端光強和溫度的方法，屬于植物環(huán)境脅迫技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

植物的生長發(fā)育依賴于外界的光照、溫度、水分和土壤等條件。然而相較于水分和土壤的因素，植物的葉片對光照和溫度的反應(yīng)是最直接且敏感的。光照是植物光反應(yīng)過程中的能量的來源，開啟植物的光合作用的過程。溫度決定光和反應(yīng)過程中相關(guān)酶的活性，是暗反應(yīng)過程中的主要限制因子。適宜的溫度和光強有利于維持光合作用中光反應(yīng)與暗反應(yīng)動態(tài)平衡，確保植株正常生理活動。光照強度存在明顯是時間和空間的異質(zhì)性，表現(xiàn)為正午時光照強度達到最高值而在早晨和傍晚光照強度較低，同時林分不同冠層的光照強度存在明顯的差異，頂層的光照強度最強而林下光照強度最弱。溫度的分布同樣存在明顯的時空變化，夏季中午的氣溫達到最大值，同時緯度和海拔與溫度存在顯著的相關(guān)性，高緯度高海拔地區(qū)溫度明顯低于其他地區(qū)。不同地區(qū)的植株因長期適應(yīng)于一定光照和溫度的生境，植株呈現(xiàn)不同程度光強和溫度的適應(yīng)性。因此，在植株的栽培管理的過程中，了解植株的溫度及光強的適應(yīng)范圍，有利于了解植株的推廣和栽培的范圍及相關(guān)栽培措施的制定。

近年來隨著溫室效應(yīng)的加劇，已造成全球溫度的升高和異常溫度的頻發(fā)。春季和夏季異常的高溫以及冬季和春季的異常低溫，勢必造成植株的光抑制；嚴重脅迫下便會引起植株的光損傷并出現(xiàn)葉片失綠枯黃的現(xiàn)象。因此去頂植株的光強和溫度的適應(yīng)范圍，有利于在極端環(huán)境條件出現(xiàn)時，制定和采取相關(guān)的措施，維持植株的正常生長。

前人在研究植物溫度和光強的適應(yīng)性時，多采用將植株置于自然條件或人工的條件下，進行溫度和光照的處理，處理的過程中測定相關(guān)的指標及參數(shù)，其中包括：顯微及超微結(jié)構(gòu)，電導(dǎo)率，半致死溫度等參數(shù)。在自然的條件下，不能進行溫度和光強參數(shù)的控制，所以僅能對不同植株在脅迫條件下適應(yīng)性的差異的比較。在人工氣候室中，通過對于溫度和光強參數(shù)的設(shè)定，實現(xiàn)植物在不同脅迫條件下適應(yīng)性差異的比較。然而人工控制光照和溫度，通常需要在人工氣候室內(nèi)進行。但是人工氣候室搭建的造價較高，因此很難實現(xiàn)在不同溫度和光照的條件下進行多組的平行實驗。在人工的條件下，溫度的精準控制往往是較易的，但是很難實現(xiàn)對光強的精準控制。主要由以下幾點原因：1)人工氣候室內(nèi)的光源一般為點光源，因此距離光源不同位置的光照強度存在顯著的變化；2)由于植株樹度隨冠結(jié)構(gòu)及葉片朝向的差異，很難保證每片葉子所接受的光強一致。因此，在同一處理條件下，脅迫處理的相關(guān)指標在各個樣本內(nèi)存在較大的差異。顯然上述的研究方法需要對大量的盆栽樣本進行平行的脅迫處理，實驗的周期較長；同時脅迫的條件下植株的生長遭受嚴重影響，實驗過程中采用的設(shè)備造價高，難以大規(guī)模的推廣。尤其在初步確定某些珍貴稀有的品種的推廣范圍的過程中，采用一種基于大范圍準確控制離體葉片環(huán)境參數(shù)，模擬一天過程中葉片光脅迫及暗恢復(fù)過程，通過不同時間熒光參數(shù)測定，進而推斷植株光強和溫度的適應(yīng)范圍。