基于单色光的植物光合响应曲线及其模型研究

摘要

【目的】研究不同植物幼苗在多种单色光条件下的光合响应曲线及其数学模型,为植物工厂作物栽培架等现代农业种植设施的研发提供理论依据。【方法】应用植物特征光谱试验方法及其测试系统,获取10种植物幼苗的22种单色光的光合响应曲线;选择红椎与马褂木两个具有代表性的植物,得出对应单色光光合响应曲线的数学模型;根据渐近线型单色光植物光合响应曲线的特点提出准饱和点光强的概念及计算方法,再依据所测定的植物幼苗22种单色光的饱和点光强,比较理论计算值与实际测定值的偏差程度,并以此为基础绘制植物光合作用饱和点曲线。【结果】植物幼苗的光合响应曲线可分为两类,以红椎为代表的一类植物光合响应曲线呈渐近线型,这类曲线没有极值;以马褂木为代表的一类植物光合响应曲线则有拐点,这类曲线有极值。模型计算得到的准饱和点光强与实际测定的饱和点光强具有较高的拟合度,经过对数据的综合处理,获得对应的饱和点曲线和补偿点曲线。【结论】采用植物特征光谱试验方法及其测试系统可以得到植物在单色光条件下的光合响应曲线,揭示了不同植物光合作用的规律及特点。由此提出的植物光合响应数学模型与实测值具有较高拟合度,可作为研究分析植物光合作用现象的重要参考。