yè lǜ sù yíng guāng zuò wéi guāng hé zuò yòng yán jiū de tàn zhēn， dé dào liǎo guǎng fàn de yán jiū hèyìng yòng。 yè lǜ sù yíng guāng bù jǐn néng fǎn yìng guāng néng xī shōu、 jī fā néng chuán dì hé guāng huà xué fǎn yìng děng guāng hé zuò yòng de yuán chū fǎn yìng guò chéng， ér qiě yǔ diàn zǐ chuán dì、 zhì zǐ tī dù de jiàn lì jí atp hé chéng hé co2 gù dìng děng guò chéng yòu guān。 jīhū suǒ yòu guāng hé zuò yòng guò chéng de biàn huà jūn kě tōng guò yè lǜ sù yíng guāng fǎn yìng chū lái， ér yíng guāng cè dìng jì shù bù xū pò suì xì bāo， bù shāng hài shēng wù tǐ， yīn cǐ tōng guò yán jiū yè lǜ sù yíng guāng lái jiànjiē yán jiū guāng hé zuò yòng de biàn huà shì yī zhǒng jiǎn biàn、 kuài jié、 kě kào de fāng fǎ。 mù qián， yè lǜ sù yíng guāng zài guāng hé zuò yòng、 zhí wù xié pò shēng lǐ xué、 shuǐ shēng shēng wù xué、 hǎi yáng xué hé yáo gǎn děng fāng miàn dé dào liǎo guǎng fàn de yìng yòng。
1 yè lǜ sù yíng guāng de yán jiū lì shǐ
yè lǜ sù yíng guāng xiàn xiàng shì yóu chuán jiào shì brewster shǒu cì fā xiàn de。 1834 nián brewster fā xiàn， dāng yī shù qiáng tài yáng guāng chuān guò yuè guì yè zǐ de yǐ chún tí qǔ yè shí， róng yè de yán sè biàn chéng liǎo lǜ sè de hù bǔ sè ¬¬ héng héng hóng sè， ér qiě yán sè suí róng yè de hòu dù 'ér biàn huà， zhè shì lì shǐ shàng duì yè lǜ sù yíng guāng jí qí zhòng xī shōu xiàn xiàng de shǒu cì jìzǎi。 hòu lái， stokes（ 1852） rèn shí dào zhè shì yī zhǒng guāng fā shè xiàn xiàng， bìng shǐ yòng liǎo “ fluorescence ” yī cí。 1874 nián， müller fā xiàn yè lǜ sù róng yè xī shì hòu， yíng guāng qiáng dù bǐ huó tǐ yè zǐ de yíng guāng qiáng dé duō。 jìn guǎn müller tí chū yè lǜ sù yíng guāng hé guāng hé zuò yòng zhī jiān kě néng cún zài xiāng fǎn de guān xì， dàn yóu yú tā de shí yàn méi yòu duì zhào， shí yàn tiáo jiàn kòng zhì bù yán gé， yīn cǐ rén men bìng méi yòu jiāng yè lǜ sù yíng guāng yòu dǎo（ shùn biàn） xiàn xiàng de fā xiàn guī gōng yú müller。
kautsky shì gōng rèn de yè lǜ sù yíng guāng yòu dǎo xiàn xiàng de fā xiàn zhě。 1931 nián， kautsky hé hirsch yòng ròu yǎn guān chá bìng jì lù liǎo yè lǜ sù yíng guāng yòu dǎo xiàn xiàng (lichtenthaler， 1992； govindjee， 1995)。 tā men jiāng 'àn shì yìng de yè zǐ zhào guāng hòu， fā xiàn yè lǜ sù yíng guāng qiáng dù suí shí jiān 'ér biàn huà， bìng yǔ co2 de gù dìng yòu guān（ tú 3.1）。 tā men dé dào de zhù yào jié lùn rú xià： 1） yè lǜ sù yíng guāng xùn sù shēng gāo dào zuì gāo diǎn， rán hòu xià jiàng， zuì zhōng dá dào yī wěn dìng zhuàng tài， zhěng gè guò chéng zài jǐ fēn zhōng nèi wán chéng。 2） qū xiàn de shàng shēng fǎn yìng liǎo guāng hé zuò yòng de yuán chū guāng huà xué fǎn yìng， bù shòu wēn dù（ 0 ℃ hé 30℃） hé hcn chǔlǐ de yǐng xiǎng。 ruò zài zuì gāo diǎn shí guān diào guāng， zé yíng guāng xùn sù xià jiàng。 3） yíng guāng qiáng dù de biàn huà yǔ co2 de gù dìng chéng xiāng fǎn de guān xì， ruò yíng guāng qiáng dù xià jiàng， zé co2 gù dìng zēng jiā。 zhè shuō míng dāng yíng guāng qiáng dù jiàng dī shí， jiào duō de guāng néng yòng yú zhuǎn biàn chéng huà xué néng。 4） qí guài de shì（ zhào guāng hòu） co2 de gù dìng yòu yī gè yán zhì qī， sì hū shuō míng“ guāng yǐ lài” de guò chéng duì co2 gù dìng guò chéng de jìn xíng shì bì xū de。 lìng yī gè wèi dé dào jiě shì de xiàn xiàng shì ruò zài yíng guāng yòu dǎo jié shù hòu guān diào guāng， zé yíng guāng shuǐ píng de huī fù xū yào hěn cháng shí jiān。 zài kautsky de fā xiàn zhī hòu， rén men duì yè lǜ sù yíng guāng yòu dǎo xiàn xiàng jìn xíng liǎo guǎng fàn 'ér shēn rù de yán jiū， bìng zhú bù xíng chéng liǎo guāng hé zuò yòng yíng guāng yòu dǎo lǐ lùn， bèi guǎng fàn yìng yòng yú guāng hé zuò yòng yán jiū。 yóu yú kautsky de jié chū gòng xiàn， yè lǜ sù yíng guāng yòu dǎo xiàn xiàng yě bèi chēng wéi kautsky xiào yìng（ kautskyeffect）。
2 yè lǜ sù yíng guāng de chǎn shēng jí qí liàng zǐ chǎn liàng
xì bāo nèi de yè lǜ sù fènzǐ tōng guò zhí jiē xī shōu guāng liàng zǐ huò jiànjiē tōng guò bǔ guāng sè sù xī shōu guāng liàng zǐ dé dào néng liàng hòu， cóng jī tài（ dī néng tài） yuè qiān dào jī fā tài（ gāo néng tài）。 yóu yú bō cháng yuè duǎn néng liàng yuè gāo， gù yè lǜ sù fènzǐ xī shōu hóng guāng hòu， diàn zǐ yuè qiān dào zuì dī jī fā tài； xī shōu lán guāng hòu， diàn zǐ yuè qiān dào bǐ xī shōu hóng guāng gèng gāo de néng jí（ jiào gāo jī fā tài）。 chǔyú jiào gāo jī fā tài de yè lǜ sù fènzǐ hěn bù wěn dìng， zài jǐ bǎi fēi miǎo（ fs， 1fs=10 － 15s） nèi， tōng guò zhèn dòng chí yù xiàng zhōu wéi huán jìng fú shè rè liàng， huí dào zuì dī jī fā tài（ tú 3.2）。 zuì dī jī fā tài de yè lǜ sù fènzǐ kě yǐ wěn dìng cún zài jǐ nà miǎo（ ns， 1ns=10－ 9s）。
chǔyú jiào dī jī fā tài de yè lǜ sù fènzǐ kě yǐ tōng guò jǐ zhǒng tú jìng shì fàng néng liàng huí dào wěn dìng de jī tài。 néng liàng de shì fàng fāng shì yòu rú xià jǐ zhǒng（ tú 3.3）（ campbelletal.， 1998； roháček&barták， 1999； malkin&niyogi， 2000）： 1） chóngxīn fàng chū yī gè guāng zǐ， huí dào jī tài， jí chǎn shēng yíng guāng。 yóu yú bù fēn jī fā néng zài fàng chū yíng guāng guāng zǐ zhī qián yǐ rè de xíng shì yì sàn diào liǎo， yīn cǐ yíng guāng de bō cháng bǐ xī shōu guāng de bō cháng cháng， yè lǜ sù yíng guāng yī bān wèi yú hóng guāng qū。 2） bù fàng chū guāng zǐ， zhí jiē yǐ rè de xíng shì hào sàn diào（ fēi fú shè néng liàng hào sàn）。 3） jiāng néng liàng cóng yī gè yè lǜ sù fènzǐ chuán dì dào lín jìn de lìng yī gè yè lǜ sù fènzǐ， néng liàng zài yī xì liè yè lǜ sù fènzǐ zhī jiān chuán dì， zuì hòu dào dá fǎn yìng zhōng xīn， fǎn yìng zhōng xīn yè lǜ sù fènzǐ tōng guò diànhè fēn lí jiāng néng liàng chuán dì gěi diàn zǐ shòu tǐ， cóng 'ér jìn xíng guāng huà xué fǎn yìng。 yǐ shàng zhè 3 gè guò chéng shì xiāng hù jìng zhēng de， wǎng wǎng shì jù yòu zuì dà sù shuài de guò chéng chǔyú zhī pèi dì wèi。 duì xǔ duō sè sù fènzǐ lái shuō， yíng guāng fā shēng zài nà miǎo jí， ér guāng huà xué fā shēng zài ps jí， yīn cǐ dāng guāng hé shēng wù chǔyú zhèng cháng de shēng lǐ zhuàng tài shí， tiān xiàn sè sù xī shōu de guāng néng jué dà bù fēn yòng lái jìn xíng guāng huà xué fǎn yìng， yíng guāng zhǐ zhàn hěn xiǎo de yī bù fēn。
huó tǐ xì bāo nèi yóu yú jī fā néng cóng yè lǜ sù b dào yè lǜ sù a de chuán dì jīhū dá dào 100 ％ de xiàolǜ， yīn cǐ jiǎn cè bù dào yè lǜ sù b yíng guāng。 zài shì wēn xià， jué dà bù fēn（ yuē 90％） de huó tǐ yè lǜ sù yíng guāng lái zì ps Ⅱ de tiān xiàn sè sù xì tǒng， ér qiě guāng hé qì guān xī shōu de néng liàng zhǐ yòu yuē 3% ～ 5% yòng yú chǎn shēng yíng guāng（ lín shì qīng， 1996； krause&weis， 1991）。
3 tiáozhì yè lǜ sù yíng guāng
tiáozhì yè lǜ sù yíng guāng quán chēng mài chōng - zhèn fú - tiáozhì（ pulse-amplitude-modulation,pam） yè lǜ sù yíng guāng ， wǒ men guó nèi yī bān jiǎn chēng tiáozhì yè lǜ sù yíng guāng ， cèliáng tiáozhì yè lǜ sù yíng guāng de yí qì jiào tiáozhì yíng guāng yí， huò jiào pam。
tiáozhì yè lǜ sù yíng guāng （ pam） shì yán jiū guāng hé zuò yòng de qiáng dà gōng jù， yǔ guāng hé fàng yǎng、 qì tǐ jiāo huàn bìng chēng wéi guāng hé zuò yòng cèliáng de sān dà jì shù。 yóu yú qí cèliáng kuài sù、 jiǎn dān、 kě kào、 qiě cèliáng guò chéng duì yàng pǐn shēngzhǎng jī běn wú yǐng xiǎng， mù qián yǐ chéng wéi guāng hé zuò yòng lǐng yù fā biǎo wén xiàn zuì duō de jì shù。
4 tiáozhì yè lǜ sù yíng guāng yí de gōng zuò yuán lǐ
1983 nián， walz gōng sī shǒu xí kē xué jiā， dé guó wū cí bǎo dà xué jiào shòu ulrichschreiber bó shì lì yòng tiáozhì jì shù hé bǎo hé mài chōng jì shù， shè jì zhì zào liǎo quán shì jiè dì yī tái mài chōng zhèn fú tiáozhì（ pulse-amplitude-modulation， pam） yíng guāng yí héng héng pam-101/102/103。
suǒ wèi tiáozhì jì shù， jiù shì shuō yòng yú jī fā yíng guāng de cèliáng guāng jù yòu yī dìng de tiáozhì（ kāi / guān） pín shuài， jiǎn cè qì zhǐ jì lù yǔ cèliáng guāng tóng pín de yíng guāng， yīn cǐ tiáozhì yíng guāng yí yǔn xǔ cèliáng suǒ yòu shēng lǐ zhuàng tài xià de yíng guāng， bāo kuò bèi jǐng guāng hěn qiáng shí。 zhèng shì yóu yú tiáozhì jì shù de chū xiàn， cái shǐ dé yè lǜ sù yíng guāng yóu chuán tǒng de“ hēi xiá zǐ”（ bì miǎn huán jìng guāng） cèliáng zǒu xiàng liǎo yě wài huán jìng guāng xià cèliáng， yóu shēng lǐ xué zǒu xiàng liǎo shēng tài xué。
suǒ wèi bǎo hé mài chōng jì shù， jiù shì dǎ kāi yī gè chí xù shí jiān hěn duǎn（ yī bān xiǎo yú 1s） de qiáng guāng guān bì suǒ yòu de diàn zǐ mén（ guāng hé zuò yòng bèi zàn shí yì zhì）， cóng 'ér shǐ yè lǜ sù yíng guāng dá dào zuì dà。 bǎo hé mài chōng（ saturationpulse,sp） kě bèi kàn zuò shì guāng huà guāng de yī gè tè lì。 guāng huà guāng yuè qiáng， psii shì fàng de diàn zǐ yuè duō， pq chù lěi jī de diàn zǐ yuè duō， yě jiù shì shuō guān bì tài de diàn zǐ mén yuè duō， f yuè gāo。 dāng guāng huà guāng dá dào shǐ suǒ yòu de diàn zǐ mén dū guān bì（ bù néng jìn xíng guāng hé zuò yòng） de qiáng dù shí， jiù chēng zhī wéi bǎo hé mài chōng。
dǎ kāi bǎo hé mài chōng shí， běn lái chǔyú kāi fàng tài de diàn zǐ mén jiāng gāi yòng yú guāng hé zuò yòng de néng liàng zhuǎn huà wèile yè lǜ sù yíng guāng hé rè， f dá dào zuì dà zhí。
jīng guò chōng fēn 'àn shì yìng hòu， suǒ yòu diàn zǐ mén jūn chǔyú kāi fàng tài， dǎ kāi cèliáng guāng dé dào fo， cǐ shí gěi chū yī gè bǎo hé mài chōng， suǒ yòu de diàn zǐ mén jiù dū jiāng gāi yòng yú guāng hé zuò yòng de néng liàng zhuǎn huà wèile yíng guāng hé rè， cǐ shí dé dào de yè lǜ sù yíng guāng wéi fm。 gēn jù fm hé fo kě yǐ jì suàn chū psii de zuì dà liàng zǐ chǎn liàng fv/fm=(fm-fo)/fm， tā fǎn yìng liǎo zhí wù de qián zài zuì dà guāng hé néng lì。
zài guāng zhào xià guāng hé zuò yòng jìn xíng shí， zhǐ yòu bù fēn diàn zǐ mén chǔyú kāi fàng tài。 rú guǒ gěi chū yī gè bǎo hé mài chōng， běn lái chǔyú kāi fàng tài de diàn zǐ mén jiāng gāi yòng yú guāng hé zuò yòng de néng liàng zhuǎn huà wèile yè lǜ sù yíng guāng hé rè， cǐ shí dé dào de yè lǜ sù yíng guāng wéi fm ’。 gēn jù fm’ hé f kě yǐ qiú chū zài dāng qián de guāng zhào zhuàng tài xià psii de shí jì liàng zǐ chǎn liàng yield=Φpsii=Δf/fm’ =(fm’ -f)/fm’， tā fǎn yìng liǎo zhí wù mù qián de shí jì guāng hé xiàolǜ。
zài guāng zhào xià guāng hé zuò yòng jìn xíng shí， zhǐ yòu bù fēn diàn zǐ mén chǔyú guān bì tài， shí shí yíng guāng f bǐ fm yào dī， yě jiù shì shuō fā shēng liǎo yíng guāng cuì miè（ quenching）。 zhí wù xī shōu de guāng néng zhǐ yòu 3 tiáo qù lù： guāng hé zuò yòng、 yè lǜ sù yíng guāng hé rè。 gēn jù néng liàng shǒu héng： 1 ＝ guāng hé zuò yòng ＋ yè lǜ sù yíng guāng ＋ rè。 kě yǐ dé chū： yè lǜ sù yíng guāng ＝ 1－ guāng hé zuò yòng－ rè。 yě jiù shì shuō， yè lǜ sù yíng guāng chǎn liàng de xià jiàng（ cuì miè） yòu kě néng shì yóu guāng hé zuò yòng de zēng jiā huò rè hào sàn de zēng jiā yǐn qǐ de。 yóu guāng hé zuò yòng de yǐn qǐ de yíng guāng cuì miè chēng zhī wéi guāng huà xué cuì miè（ photochemicalquenching,qp）； yóu rè hào sàn yǐn qǐ de yíng guāng cuì miè chēng zhī wéi fēi guāng huà xué cuì miè（ non-photochemicalquenching,qn huò npq）。 guāng huà xué cuì miè fǎn yìng liǎo zhí wù guāng hé huó xìng de gāo dī； fēi guāng huà xué cuì miè fǎn yìng liǎo zhí wù hào sàn guò shèng guāng néng wéi rè de néng lì， yě jiù shì guāng bǎo hù néng lì。
guāng zhào zhuàng tài xià dǎ kāi bǎo hé mài chōng shí， diàn zǐ mén bèi wán quán guān bì， guāng hé zuò yòng bèi zàn shí yì zhì， yě jiù shì shuō guāng huà xué cuì miè bèi quán bù yì zhì， dàn cǐ shí yíng guāng zhí hái shì bǐ fm dī， yě jiù shì shuō hái cún zài yíng guāng cuì miè， zhè xiē shèng yú de yíng guāng cuì miè jí wéi fēi guāng huà xué cuì miè。 cuì miè xì shù de jì suàn gōng shì wéi： qp=(fm’ -fs)/fv’ =1-(fs-fo’ )/(fm’ -fo’ )； qn=(fv-fv’ )/fv=1-(fm’ -fo’ )/(fm-fo)； npq=(fm-fm’ )/fm’ =fm/fm’ -1。
dāng f dá dào wěn tài hòu guān bì guāng huà guāng， tóng shí dǎ kāi yuǎn hóng guāng（ far-redlight,fl）（ yuē chí xù 3－ 5s）， cù jìn psi xùn sù xī shōu lěi jī zài diàn zǐ mén chù de diàn zǐ， shǐ diàn zǐ mén zài hěn duǎn de shí jiān nèi huí dào kāi fàng tài， f huí dào zuì xiǎo yíng guāng fo fù jìn， cǐ shí dé dào de yíng guāng wéi fo’。 yóu yú zài yě wài cèliáng fo’ bù fāng biàn， yīn cǐ yě wài bǎn de tiáozhì yíng guāng yí（ chú pam-2100 hé water-pam） wài， duō shù bù pèi zhì yuǎn hóng guāng。 cǐ shí kě yǐ zhí jiē lì yòng fo dài tì fo’ lái jì suàn qp hé qn， jìn guǎn dé dào de cān shù zhí yòu qīng wēi chā yì， dàn qp hé qn de biàn huà qū shì yǔ lì yòng fo’ jì suàn shí shì yī zhì de。 yóu yú npq de jì suàn bù xū fo’， jìn 10 jǐ nián lái dé dào liǎo yuè lái yuè guǎng fàn de yìng yòng。
gēn jù psii de shí jì liàng zǐ chǎn liàng Δf/fm’ hé guāng hé yòu xiào fú shè（ photosyntheticallyactiveradiation,par） hái kě jì suàn chū guāng hé diàn zǐ chuán dì de xiāng duì sù shuài retr=Δf/fm’ •par•0.84•0.5。 qí zhōng 0.84 shì zhí wù de jīng yàn xìng xī guāng xì shù， 0.5 shì jiǎ shè zhí wù xī shōu de guāng néng bèi liǎng gè guāng xì tǒng jūn fēn。
5 zhù míng tiáozhì yè lǜ sù yíng guāng yí jiǎn jiè
pam-101/102/103， zuì jīng diǎn de xíng hào， suī yǐ tíng chǎn， dàn zài guó jì zuì zhù míng de guāng hé zuò yòng shí yàn shì， réng shì zhù dǎ jī xíng， yuán yīn hěn jiǎn dān， tā lǎo bù huài 'ā， hē hē
pam-2000/pam-2100， zuì chàng xiāo de biàn xié shì jī xíng， yìng yòng fēi cháng guǎng fàn
mini-pam， bǐ pam-2100 piányí， gōng néng tóng yàng qiáng dà
diving-pam， quán qiú dì yī tái kě shuǐ xià yuán wèi cèliáng zhí wù shēng lǐ de yí qì， yí qì quán fáng shuǐ shè jì， zài shān hú yán jiū lǐng yù yìng yòng fēi cháng guǎng fàn
imaging-pam， xīn xíng yíng guāng chéng xiàng xì tǒng， zuì yòu yì sī de shì yī gè zhù jī kě yǐ lián jiē duō gè tàn tóu， gōng néng chāo jí qiáng dà， shì“ xià yī dài” chǎn pǐn
dual-pam-100， tóng bù cèliáng yè lǜ sù yíng guāng hé p700， yě jiù shì tóng shí yán jiū psii hé psi huó xìng， zài jì shù shàng yòu zhòng dà gé xīn
děng děng |