Apogee Instruments SQ-522 Benutzerhandbuch Seite 17

Messungen der Yield-Photonen-Flussdichte (YPFD)
Die Photosynthese in Pflanzen reagiert nicht auf alle Photonen gleichermaßen. Der relative Quantenertrag (die
photosynthetische Effizienz der Pflanzen) hängt von der Wellenlänge ab (grüne Linie in der Abbildung unten) (McCree,
1972a; Inada, 1976). Dies ist auf eine Kombination aus der spektralen Absorptionsfähigkeit der Pflanzenblätter (die
Absorptionsfähigkeit ist für blaue und rote Photonen höher als für grüne Photonen) und der Absorption durch
nichtphotosynthetische Pigmente zurückzuführen. Infolgedessen sind Photonen im Wellenlängenbereich von etwa
600-630 nm am effizientesten.
Eine mögliche Definition von PAR ist die Gewichtung der Photonenflussdichte in Einheiten von mol m
Wellenlänge zwischen 300 und 800 nm mit der gemessenen relativen Quantenausbeute und die Summierung des
Ergebnisses. Dies wird als Yield Photon Flux Density (YPFD, Einheiten von mol m
dieser Definition von PAR sind Unsicherheiten und Herausforderungen verbunden. Die Messungen, die zur Ermittlung
der relativen Quantenausbeute herangezogen wurden, erfolgten an einzelnen Blättern bei niedrigen
Strahlungsniveaus und auf kurzen Zeitskalen (McCree, 1972a; Inada, 1976). Ganze Pflanzen und Pflanzendecken haben
in der Regel mehrere Blattschichten und werden im Allgemeinen im Feld oder im Gewächshaus über eine ganze
Vegetationsperiode hinweg angebaut. Daher sind die tatsächlichen Bedingungen, denen die Pflanzen ausgesetzt sind,
wahrscheinlich anders als die Bedingungen, denen die einzelnen Blätter bei den Messungen von McCree (1972a) und
Inada (1976) ausgesetzt waren. Darüber hinaus ist der in der obigen Abbildung angegebene relative Quantenertrag
der Mittelwert von zweiundzwanzig im Feld angebauten Arten (McCree, 1972a). Der mittlere relative Quantenertrag
für dieselben Arten, die in Wachstumskammern gezüchtet wurden, war ähnlich, aber es gab Unterschiede,
insbesondere bei kürzeren Wellenlängen (unter 450 nm). Es gab auch eine gewisse Variabilität zwischen den Arten
(McCree, 1972a; Inada, 1976).
McCree (1972b) fand heraus, dass die gleichmäßige Gewichtung aller Photonen zwischen 400 und 700 nm und die
Summierung des Ergebnisses, definiert als photosynthetische Photonenflussdichte (PPFD, in Einheiten von mol m
1 ), gut mit der Photosynthese korreliert und der Korrelation zwischen YPFD und Photosynthese sehr ähnlich ist. Aus
praktischen Gründen ist die PPFD eine einfachere Definition von PAR. Zur gleichen Zeit wie McCree schlugen andere
die PPFD als genaues Maß für PAR vor und bauten Sensoren, die den PPFD-Gewichtungsfaktoren nahe kamen (Biggs et
al., 1971; Federer und Tanner, 1966). Die Korrelation zwischen PPFD- und YPFD-Messungen für verschiedene
Strahlungsquellen ist sehr hoch (siehe Abbildung unten); als Näherung gilt YPFD = 0,9PPFD. Infolgedessen wird PAR
fast durchgängig als PPFD und nicht als YPFD definiert, obwohl in einigen Studien YPFD verwendet wurde. Die einzigen
Strahlungsquellen (siehe Abbildung unten), die nicht auf die Regressionslinie fallen, sind die Natriumdampf-
Hochdrucklampe (HPS), die Reflexion von einem Pflanzendach und die Transmission unter einem Pflanzendach. Ein
großer Teil der Strahlung von HPS-Lampen liegt im roten Wellenlängenbereich, wo die YPFD-Gewichtungsfaktoren
(gemessene relative Quantenausbeute) bei oder nahe eins liegen. Der Faktor für die Umrechnung von PPFD in YPFD
für HPS-Lampen ist 0,95 und nicht 0,90. Der Faktor für die Umrechnung von PPFD in YPFD für reflektierte und
transmittierte Photonen ist 1,00.
Definierte Reaktion der Pflanze
auf Photonen (schwarze Linie,
Gewichtungsfaktoren für die
Berechnung der PPFD),
gemessene Reaktion der Pflanze
auf Photonen (grüne Linie,
Gewichtungsfaktoren für die
Berechnung der YPFD) und
Reaktion des Quantensensors
der Serie SQ-500 auf Photonen
-2 s -1
-2 s -1 ) definiert (Sager et al., 1988). Mit
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bei jeder
-2 s -