Abstract
In experiments with fodder cabbage and sugar beet the influences were tested which restrict the finding of a uniform linear dependence between the chlorophyll content and photosynthetic rate. The main factor is most probably the irradiation during the growth of plants and the measuring of photosynthetic rate. Changes in the density and length of irradiation with the proceeding spring season are reflected in the decrease of unit chlorophyll activity in all leaves of the plant. Such differences were not observed in plants grown in winter months at a low greenhouse irradiation density. High irradiation density during the measurement of photosynthesis ensures the finding of high correlation of photosynthetic rate with the chlorophyll amount per unit area of leaf. With a low irradiation density, or in thick leaves, the lower layers of chloroplasts are not saturated with radiation, and hence a higher correlation coefficient is found by relating photosynthetic rate to the percentage of chlorophyll in dry weight than to the quantity of chlorophyll per unit area of leaf blade. In some experiments higher activity of chlorophylls was found in young leaves before they have reached the state of “photosynthetic maturity” than after this turning point. This difference diminished by relating the photosynthetic rate to chlorophylla content instead of the total amount of chlorophylls (a+b). High activity of chlorophylls in very young leaves and great individual variability within the experimental plant groups caused by uneven cultivation conditions are the basis of apparent sigmoid character of average curves for the chlorophyll-photosynthesis relation.
Abstract
V pokusech s krmnou kapustou a cukrovkou byly aledovány vlivy, které omezují nalezení jednotné lineární závislosti mezi obsahem chlorofylu a intenzitou fotosyntézy. Hlavním činitelem je pravděpodobně ozáření během pěstování rostlin i při měření intenzity fotosyntézy. Změny v hustotě a délce ozáření s postupujícím jarem se odrážejí v poklesu jednotkové aktivity chlorofylu ve všech listech na rostlině. Takový pokles Lebyl pozorován u rostlin vypěstováných v zimě při nízké hustotě skleníkového ozáření. Vysoká hustota záření během měření fotosyntézy zaručuje stanovení vysoké korelace mezi intenzitou fotosyntézy a množstvím chlorofylu na plošnou jednotku listu. Při nízké hustotě ozáření nebo v tlustých listech nejsou spodní vrstvy chloroplastů zářením nasyceny. V těchto případech nalezneme vyšší korelační koeficient při vztažení intenzity fotosyntézy k procentu chlorofylu v sušině než k množství, chlorofylu na plošnou jednotku listové čepele. V některých pokusech byla nalezena vyšší aktivita chlorofylů v mladých listech před dosažením jejich „fotosyntetické dospělosti” než po tomto stavu. Tento rozdíl se snížil vztažením intenzity fotosyntézy k obsahu pouze chlorofylua místo k celkovému množství chlorofylů (a+b). Vysoká aktivita chlorofylů ve velmi mladých listech a velká individuální variabilita uvnitř souborů pokusných rostlin, způsobená nejednotnými kultivačními podmínkami, jsou podkladem zdánlivě sigmoidního charakteru průměrových křivek pro danou závislost.
Abstract
Изучались влияния огранивающие обнаруъение линейной зависимости меъду содержанием хлорофилла и интенсивностью фотосинтеза у растений кормовой капусты и сахарной свеклы. Вероятно, основным фактором влияющим на эту зависимость является интенсивность освещения во время выращивания растений и во время измерений фотосинтеза. Изменения в интенсивности и длительности освещения в зависимости от времени года отражаются в понижении единичной активности хлорофилла у всех листьев растения. Такая закономерность не была обнаружена у растений выращиваемых в теплице при низкой зимней интенсивности освещения. Высокая интенсивность освещения во время измерений фотосинтеза обеспечивает получение высоких значений коэффициента корреляции между интенсивностью фотосинтеза и количеством хлорофилла в расчете на единипу поверхности листа. При низкой интенсивности освещения или у листьев с толстой лисговой пластинкой нижние слои хлоропластов не насыщены светом. Более высокий коэффициент корреляции был тогда обнаружен в случае пересчета интенсивности фотосинтеза на процентное содержание хлорофилла в сухом весе чем на единицу листовой поверхности. В некоторых опытах была обнаружена более высокая активность хлорофилла у молодых листьев до начала достижения их «фотосинтетической зрелости« чем после этого. Разница уменьшалась в случае отношения интенсивности фотосинтеза только к хлорофиллуa вместо к общему содержанию хлорофиллов (a+b). Высокая активность хлорофиллов у очень молодых листьев и большая индивидуальная изменчивость растений, вызванные неодинаковыми условиями выращивания, являются основой для получения кажущегося сигмоидного характера средних кривых у данной зависимости.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Similar content being viewed by others
References
Arnon, D. I.: Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase inBeta vulgaris.— Plant Physiol.24: 1–15, 1949.
Avratovščuková, N., Šesták, Z.: Aparatura se zásuvkami na točně. [The apparatus with disks placed on a turntable.] In:Šesták, Z., Čatský J. et al.: Metody stanovení fotosynthetické produkce rostlin. [Methods of studying photosynthetic production of plants.] Pp. 303–307.—Praha 1966.
Avratovščuková, N., Bartoš, J., Šesták, Z.: Zavislost mezi intenzitou fotosyntézy, množstvím chlorofylu a kresbou listů u jetele lučního (Trifolium pratense L.). [The relation of photosynthetic rate, chlorophyll amount and leaf coloration in red clover.]—Rostlinná Výroba8: 1225–1234, 1962.
Bartoš, J., Kubín, Š., Šetlík, I.: Dry weight increase of leaf disks as a measure of photosynthesis.—Biol. Plant.2: 201–215, 1960.
Gabrielsen, E. K.: Effect of different chlorophyll concentrations on photosynthesis in foliage leaves.—Physiol. Plant.1: 5–37, 1948.
Gabrielsen, E. K.: Chlorophyllkonzentration und Photosynthese.—In:Ruhland, W. (ed.): Handbuch der Pflanzenphysiologie, Bd. V/2, pp. 156–167. Berlin-Göttingen-Heidelberg 1960.
Highkin, H. R., Frenkel, A. W.: Studies of growth & metabolism of a barley mutant lacking chlorophyllb.—Plant Physiol.37: 814–820, 1962.
McClendon, J. H.: The relationship between the thickness of deciduous leaves and their maximum photosynthetic rate.—Amer. J. Bot.49: 320–322, 1962.
Murata, Y., Osada, A., Iyama, J., Yamada, N.: Photosynthesis of rice plants. IV. Plant factors constituting photosynthetic ability of the rice plants growing on paddy field.—Proc. Crop Sci. Soc. Japan25: 133–137, 1957.
Odum, H. T., McConell, W., Abbott, W.: The chlorophyll “a” of communities.—Tex. U. Mar. Sci. Proc.5: 65–96, 1958.
Pieters, G. A.: On the relation between the maximum rate of photosynthesis and the thickness of the mesophyll in sun- and shade leaves ofAcer pseudoplatanus L.—Meded. Landbouwhogesch. Wageningen60 (17): 1–6, 1960.
Šesták, Z.: Changes in the chlorophyll content as related to photosynthetic activity and age of leaves.—Photochem. Photobiol.2:101–110, 1963a.
Šesták, Z.: On the question of the quantitative relation between the amount of chlorophyll, its forms, and the photosynthetic rate.—Colloque Internatl. du C.N.R.S. No. 119: La Photosynthèse, Gif-sur-Yvette et Saclay 1962. Pp. 343–356. Paris 1963b.
Šesták, Z.: Construction of a simple nomogram for evaluating two-wavelength spectrophotometric determination of chlorophylls.—Biol. Plant.8: 97–109, 1966.
Šesták, Z., Bartoš, J.: Photosynthesis and chlorophyll content in different areas of fodder cabbage leaves.—Biol. Plant.4: 47–53, 1962.
Šesták, Z., Bartoš, J.: Vliv snížení obsahu chlorofylu na intenzitu fotosyntézy u kukuřice. [The influence of lowering of chlorophyll amount on photosynthetic rate in maize.]—Rostlinná Výroba9: 119–134, 1963.
Šesták, Z., Čatský, J.: Intensity of photosynthesis and chlorophyll content as related to leaf age inNicotiana sanderae hort.—Biol. Plant.4: 131–140, 1962.
Šesták, Z., Čatský, J.: Sur les relations entre le contenu en chlorophylle et l'activité photosynthétique pendant la croissance et le vieillissement des feuilles.—(In press). 1966.
Šesták, Z., Václavík, J.: Relationship between chlorophyll content and photosynthetic rate during the vegetation season in maize grown at different constant soil water levels.—In:Slavík, B. (ed.): Water Stress in Plants (Proc. Symp. Praha 1963): 210–218. Praha 1965.
Smillie, R. M.: Photosynthetic & respiratory activities of growing pea leaves.—Plant Physiol.37: 716–721, 1962.
Witt, H. T., Rumberg, B., Schmidt-Mende, P., Siggel, U., Skerra, B., Vater, J., Weikard, J.: Über die Analyse der Photosynthese mit Blitzlicht.—Angew. Chemie77: 821–842, 1965; On the analysis of photosynthesis by flashlight techniques.—Angew. Chem. Intern. Ed.4: 799–819, 1965.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Address: Praha-Dejvice, Flemingovo 2.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Šesták, Z. Limitations for finding a linear relationship between chlorophyll content and photosynthetic activity. Biol Plant 8, 336–346 (1966). https://doi.org/10.1007/BF02930670
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02930670