通过低成本发光二极管平台跟踪树冠叶绿素光
Logan E G Brissette1, Christopher Y S Wong1, Devin P McHugh1
1Department of Plant Sciences, University of California, Davis, Davis, CA 95616, USA.
AoB PLANTS
|November 8, 2023
概括
一个新的低成本光二极管系统在夜间有效地测量了树冠尺度LED诱导的叶绿素光 (LEDIF). 该方法追踪植物光合作用活动的变化,显示干旱监测和更广泛的生态研究的潜力.
科学领域:
- 植物生理学 植物生理学
- 遥感是一种远程传感.
- 生态生态学 生态生态学
背景情况:
- 叶绿素光是植物光合作用活动的关键指标.
- 光遥感 (SIF) 提供了天花板和卫星规模的洞察力,但需要昂贵的高光谱分辨率仪器.
- 在自然光下,在树冠水平上测量稳定状态的叶绿素光是具有挑战性的.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的,低成本的光二极管系统,用于测量LED诱导的叶绿素光 (LEDIF) 在树冠尺度.
- 评估这种夜间主动遥感方法在干旱压力期间跟踪光合作用活动变化的潜力.
- 为了将光二极管系统的性能与用于LEDIF检索的高光谱光辐射计进行比较.
主要方法:
- 一个低成本的光二极管系统被设计用于测量深红色的叶绿素光发射,在夜间由蓝色发光二极管 (LED) 源诱导.
- 在强加的干旱条件下,LEDIF从宽叶常青灌木 (Polygala myrtifolia) 中获取.
- 测量结果与高光谱射线计进行了验证,并与口腔导电率,植被指数 (PRI,NDVI) 和PAM光测量数据相关联.
主要成果:
- 光二极管系统与LEDIF检索的高光谱测量有很强的一致性 (R2 = 0.77).
- LEDIF测量密切跟踪干旱引起的光化学火 (R2 = 0.69),Fv/Fm (R2 = 0.59) 和光化学反射率指数 (PRI) (R2 = 0.59) 的下降.
- 该系统在干旱期间成功监测了树冠规模光合作用活动的变化.
结论:
- 测量LEDIF的低成本,夜间光二极管方法是传统方法的可行和成本有效的替代方案.
- 这种方法显示了随着时间的推移,在比单个叶子更大的尺度上监测植物光合作用状态的巨大潜力.
- LEDIF光二极管系统可以作为生理干旱反应和光合作用活动的有意义指标.
