欧亚国际

植物水分状况的测量在农业应用中变得越来越重要，包括作物育种和灌溉管理。气孔导度是植物生理学的重要组成部分，因为它通过蒸腾作用将植物生产力和水分流失联系起来，其量化了叶片内部与周围空气之间通过气孔进行的气体交换速率，通常被用作量化植物生产力因供水不足或蒸发需求过多的限制程度指标。气孔导度可由孔径仪和红外气体分析仪直接测定，但在大规模测量时耗时耗力。叶片和冠层温度已被广泛用作植物水分状况的替代量度，但受制于环境条件的影响，其在评估水分胁迫上有一定的局限性。因此，定量化分析其在不同条件下的敏感性变化与影响是有必要的。

2024年4月，Plant Phenomics 在线发表了University of California, Davis题为 Practical Considerations and Limitations of Using Leaf and Canopy Temperature Measurements as a Stomatal Conductance Proxy: Sensitivity across Environmental Conditions, Scale, and Sample Size 的研究论文。

本研究介绍了一项关于测量叶片和冠层温度作为代替气孔导度实际测量的考虑因素和局限性的研究成果。研究团队首先量化了单片叶子温度对环境条件变化的敏感性，其次量化了不同树冠尺度上温度对环境条件变化的敏感性，最后在不同基因型的高粱间进行了验证研究。

研究结果表明，单片叶子的敏感度在高净辐射通量、高VPD、低风速时和低气孔导度时最高（图1）。单层冠层的平均敏感度和单叶相似，树冠的整体敏感度取决于上述结果中影响单叶的环境变量；在多层树冠中，仅提取阳光照射的树冠部分，其敏感度与单层冠层相似，而树冠的阴影部分往往具有较低的敏感度（图2）。在有利环境条件下可以区分不同基因型的高粱，过大的测量方向对区分不同基因型的高粱有着不利的影响，增加样本量可以有利于区分不同基因型高粱（图3）。

图1叶片温度对气孔导度以及环境条件的敏感性

图2不同冠层尺度下的叶片敏感度

图3 不同基因型的高粱冠层热成像

该文章系统探索了影响叶片和冠层温度敏感性的因素，解释和应用了不同尺度下叶片的敏感度变化，探讨了样本量和敏感度之间的权衡。这项研究有助于我们选择合适的方案采集利用叶片和冠层温度从而反应作物的水分情况。

论文链接：

http://doi.org/10.34133/plantphenomics.0169

——推荐阅读——

Dynamic Analysis of Chlorophyll a Fluorescence in Response to Time-Variant Excitations during Strong Actinic Illumination and Application in Probing Plant Water Loss

http://doi.org/10.34133/plantphenomics.0151

Plant Phenomics | 美国密苏里大学联合江南大学通过强光下叶绿素a荧光动态分析揭示植物水分流失新机制A mechanistic model for estimating rice photosynthetic capacity and stomatal conductance from sun-induced chlorophyll fluorescence

http://doi.org/10.34133/plantphenomic‍s.0047

Plant Phenomics | 基于日光诱导叶绿素荧光估算水稻光合能力和气孔导度的半机理模型