Skip to main content
SpringerLink
Log in

Intensity of photosynthesis and chlorophyll content as related to leaf age inNicotiana Sanderae hort

Intensita fotosynthesy a obsah chlorofylu u různě starých listůNicotiana sanderae hort

Интенсивность фотосиитеза и содержание хлорофилла в зависимости от возраста листевNicotiana sanderae hort

  • Published:
Biologia Plantarum

Abstract

U různě starých listů v listové růžici 90 až 110 denních rostlin Nicotiana sanderae hort. byly sledovány rozdály v intensitě čisté fotosynthesy a v obsahu chlorofylu (a + b). Ke stanovení intensity fotosynthesy bylo použito dvou odlišných metod, a to váhového stanovení přírůstku sušiny podle BartoŠe, KubÍna a Šet-lÍka (1960) a gazometrického stanovení infračerveným analyzátorem CO2. Nejvyšší intensitu fotosynthesy i nejvyšší obsah chlorofylu (vzhledem k ploše listové) mají mladé, ale již dobře rozvinuté listy, tj. třetí až čtvrté od vrcholu (prvním listem se rozumí list o ploše asi 20 cm2). Tyto listy nazýváme „fotosyntheticky dospělými“. Listy nejmladší a zejména pak listy starší mají intensitu fotosynthesy i obsah chlorofylu nižší; u nejstarších listů je intensita fotosynthesy prakticky nulová. Intensita fotosynthesy i obsah chlorofylu se během vývoje mění: jejich momentální rozdíly u listů v genetické spirále jsou zřejmě shodné s jejich změnami v ontogenesi listu. Pokles intensity fotosynthesy při stárnutí listů je rychlejší než pokles obsahu chlorofylu. Při určitém obsahu chlorofylu (tj. asi 2,25 až 2,45 mg/dm2) klesá intensita čisté fotosynthesy k nule. Intensita fotosynthesy je v lineárním vztahu k množství chlorofylu (při přepočtu na plošnou jednotku), a to nezávisle na poloze listu v genetické spirále. Obě použité metody ke stanovení intensity fotosynthesy poskytly obdobné výsledky.

Summary

  1. 1.

    Differences in the net photosynthesis rate (PR) and in chlorophyll (a+b) content in leaves of different age in the leaf rosette of Nicotiana sanderae hort. were studied. The PR was estimated by two different methods, viz. the dry-weight and the gazometric method.

  2. 2.

    Highest PR and highest chlorophyll content (referred to leaf area) were found in the young but well developed leaves, i.e. the third and fourth counting from the top (a leaf of 20 cm.2 area served as first leaf). These leaves are designated here as “photosynthetically mature”.

  3. 3.

    The decrease in PR during leaf ageing was more rapid than that of the chlorophyll content. At a certain chlorophyll content (about 2.25 to 2.45 mg./ /dm.2) the rate of net photosynthesis drops to zero.

  4. 4.

    The PR is linearly proportional to the amount of chlorophyll (referred to unit area), independent of the position of the leaf in the genetic spiral. No substantial differences in the results were found on using two completely different methods.

Abstract

Изучались различия в интенсивности нетто-ф отосинтеза и в содержании хлоро-ф илла у листьев разного возраста в 90-110-дневной розетке Nicotiana sanderae hort. Для определения интенсивности фотосиптеза нами иснользованы два метода, а именно: весовое определение прироста сухого веса но Бартонгу, субину и Шетлику (1960) и газометрическое определение инфракрасным анализатором CO2. Самыми высокими значениями фотосинтеза и содержанием хлорофилла (но отношению к новерхности листьев) обладают молодые, но уже хороншо развитые листъя, т. е. третий и четвертый лист от верхушки (нервым листом разумеется лист поверхностью приблизительно в 20 cm2). Такие листья названы фотосинтетически зрелыми. Самые молодые листья и особенно более старые листья обладают нониженной ннтенсивностью фотосинтеза и также пониженным содержанием хлорофилла; у самых старых листъев интенсивность фотосинтеза практически пулевая. ИНтенсивность фотосинтеза и также содержание хлорофилла в течение развития меннются. Их моменталъные различия в генетической спирали, повидимому, сходны с их изменениямн в онтогенезисе листа. Надение интенсивности фотосинтеза но мере старения листьев быстрее по сравнепию с надепием содержания хлорофилла. Нри онределенном содержании хлорофилла (т. е. нриблизителъно 2,25–2,45 мг/дм2) падает интенсивностъ нетто-фотосиптеза к Нулю. Интенсивностъ фотосинтеза находится в линеарной зависимости от количества хлорофилла (при пересчете на единицу поверхности), и не зависима от ноложения листа в генетической снирали. Оба исполъзованных метода для онределения интенсивности фотосинтеза дали сходные результаты.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

References

  • BartoŠ, J., Kubin, Š., ŠetlÍk, I.: Dry weight increase of leaf disks as a measure of photosynthesis. — Biol. Plant.2: 201–215, 1960.

    Article  Google Scholar 

  • Barua, D. N.: Effect of age and carbon-dioxide concentration on assimilation by detached leaves of tea and sunflower. — J. agric. Sci.55: 413–421, 1960.

    CAS  Google Scholar 

  • Bolle-Jones, E. W., Ratnasingam, K.: Nutrition of Hevea brasiliensis. IV. Interclonal and seasonal variation in composition of leaves. — J. Rubber Res. Inst. Malaya14: 231–256, 1954.

    CAS  Google Scholar 

  • ČatskÝ, J.: Zur Frage der pH-Bestimmung bei colorimetrischen Assimilationsmessungen. — Planta55: 381–389, 1960.

    Article  Google Scholar 

  • Chapman, H. W.: Absorption of CO2 by leaves of the potato. — Amer. Potato J.28: 602–614, 1951.

    Article  Google Scholar 

  • Costes, C., COÍC, Y.: Variations des pigments foliaires en fonction de la carence en azote et du vieillissement chez le Tabac. — Ann. Inst. nat. Rech. agron.3A: 33–40, 1957a.

    Google Scholar 

  • Costes, C., CoÏo, Y.: Variations des pigments foliaires en fonction de la carence en azote et du vieillissement chez le Tabac. — C. R. Acad. Sci. Paris244: 1398–1401, 1957b.

    CAS  Google Scholar 

  • Drautz, R.: Über die Wirkung äusserer und innerer Faktoren bei der Kohlensäureassimilation. — Jb. wiss. Bot.82: 171–232, 1936.

    Google Scholar 

  • Freeland, R. O.: Effect of age of leaves upon the rate of photosynthesis. — Plant. Physiol.27: 685–690, 1952.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • French, C. S., Brown, J. S., Allen, M. B., Elliot, R. F.: The types of chlorophyll a in plants. - Carnegie Inst. Washington Year Book58: 327–330, 1959.

    Google Scholar 

  • Gregory, F. G., Richards, F. J.: Physiological studies in plant nutrition. I. The effect of manurial deficiency on the respiration and assimilation rate in barley. — Ann. Bot.43: 119–161, 1929.

    CAS  Google Scholar 

  • Harris, J. B., Naylor, A. W.: The effect of light exposure time and leaf age on the development of the photosynthetic apparatus in greening tobacco. — Proc. Assoc. South. agr. Workers56: 218, 1959.

    Google Scholar 

  • Heinicke, A. J.: Photosynthesis in apple leaves during late fall and its significance in annual bearing. — Proc. Amer. Soc. hort. Sci.32: 77–80, 1935.

    Google Scholar 

  • Huber, B., RÜsch, J.: Über den Anteil von Assimilation und Atmung bei Pappelblättern. — Ber. dtsch. bot. Ges.74: 55–63, 1961.

    CAS  Google Scholar 

  • Jeffrey, R. N., Griffith, R. B.: Changes in the chlorophyll and carotene contents of curing burley tobacco cut at different stages of maturity. — Plant Physiol.22: 34–41, 1947.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Kauko, Y.: Zur Bestimmung der Kohlensäure in der Luft mit Hilfe von pH-Messung. — Angew. Chem.47: 164–167, 1934.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Khudairi, A. K.: Xanthium leaf pigments and their inhibition by streptomycin. — Biochim. biophys. Acta46: 344–354, 1961.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Koch, W., Keller, T.: Der Einfluss von Alterung und Abschneiden auf den CO2-Gaswechsel von Pappelblä ttern. — Ber. dtsch. bot. Ges.74: 64–74, 1961.

    CAS  Google Scholar 

  • Lax, K. N., Subba Rao, M. S., DE, R.: Nutrient effect upon chlorophyll content of sugarcane leaves. — Proc. Nat. Inst. Sci. India18: 603–619, 1952.

    Google Scholar 

  • MalÝ, M.: Význam a užití poradi ve zdravotnické statistice. [The importance and use of rank in medical statistics.] — Sborník lék.59: 155–170, 1957.

    Google Scholar 

  • Michael, K.: Untersuchungen über die photosynthetische Leistung gelbblättriger Gehölze. — Flora141: 389–431, 1954.

    Google Scholar 

  • Montfort, C., Felgner, I., MÜller, L.: Zeitphasen im Jahreslauf des lichtökologischen Chlorophyllspiegels beim photostabilem Laubblatt. — Beitr. Biol. Pflanzen29: 106–128, 1952.

    Google Scholar 

  • Nagel, W.: Über die Blattfarbstoffe des Tabaks. — Bot. Arch.40: 1–57, 1940.

    Google Scholar 

  • Neubauer, H. F.: Untersuchungen zur Ökologie der Photosynthese einheimischer Laubgehölze in Wald und Garten. — Gartenbauwiss.10: 380–421, 1936.

    Google Scholar 

  • Nixon, R. W., Wedding, R. T.: Age of date leaves in relation to efficiency of photosynthesis. — Proc. Amer. Soc. hort. Sci.67: 265–269, 1956.

    CAS  Google Scholar 

  • Reuther, W.: The mineral composition of date palm foliage. — Proc. Am. Soc. Hort. Sci.51: 137–144, 1948.

    CAS  Google Scholar 

  • RICHARDSON, S. D.: The effect of leaf age on the rate of photosynthesis in detached leaves of tree seedlings. — Acta bot. neerl.6: 445–457, 1957.

    CAS  Google Scholar 

  • Saeki, T.: Variation of photosynthetic activity with aging of leaves and total photosynthesis in a plant community. — Bot. Mag.72: 404–408, 1959.

    Google Scholar 

  • Saeki, T., Nomoto, N.: On the seasonal change of photosynthetic activity of some deciduous and evergreen broadleaf trees. — Bot. Mag.71: 235–241, 1958.

    Google Scholar 

  • ŠestÁk, Z.: Množství chlorofylu a intensita fotosynthesy. [The quantity of chlorophyll and the intensity of photosynthesis.] — C. Sc. Thesis, Inst. Biol., Czechosl. Acad. Sci., Praha 1961.

  • ŠetlÍk, I., BartoŠ, J., KubÍn, S.: Photosynthesis in leaf disks as a measure of photosynthetic capacity in crop plants. — Biol. Plant.2: 292–307, 1960.

    Article  Google Scholar 

  • Sideris, C. P.: Chlorophyll and protein interrelationships in Ananas comosus (L.) Merr. — Plant Physiol.22: 160–173, 1947.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Sideris, C. P., Young, H. Y.: Effects of potassium on chlorophyll, acidity, ascorbic acid, and carbohydrates of Ananas comosus (L.) Merr. — Plant Physiol.20: 649–670, 1945.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Sideris, C. P., Young, H. Y.: Pineapple chlorosis in relation to iron and nitrogen. — Plant Physiol.31: 211–222, 1956.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Singh, B. N., Jha, J. D.: Chlorophyll formation and development of photosynthetic activity in juvenile leaves of mange (Mangifera indica). — Nature143: 161–162, 1939.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Singh, B. N., Lal, K. N.: Investigation of the effect of age on assimilation of leaves. — Ann. Bot.49: 291–307, 1935.

    CAS  Google Scholar 

  • Sironval, C., Bonnier, C., Verlinden, J. P.: Action of day-length on nodule formation and chlorophyll content in soybean. — Physiol. Plant.10: 697–707, 1957.

    Article  Google Scholar 

  • SlavÍk, B., ČatskÝ, J.: Manuscript prepared for Biol. Plant. 5, 1963.

  • Snedeoor, G. W.: Statistical methods. — Ames, Iowa 1946.

  • Sprague, H. B., Curtis, N.: Chlorophyll content as an index of the productive capacity of selfed lines of corn and their hybrids. — J. Amer. Soc. Agron.25: 709–724, 1933.

    CAS  Google Scholar 

  • Tanaka, A.: Studies on the nutrio-physiology of leaves of rice plant. — J. Fac. Agric. Hokkaido Univ.51: 449–550, 1961.

    Google Scholar 

  • Tazaki, T.: Leaf age and unfolding season in the photosynthetic activity of cultivated mulberry plants. — Bot. Mag.72: 68–76, 1959.

    Google Scholar 

  • Tazaki, T., Ushijima, T.: Chlorophyll content in the photosynthetic activity of cultivated mulberry plants with special reference to the relation under unfavourable light conditions. — J. Sericultural Sci. Japan29: 327–333, 1960.

    Google Scholar 

  • Weybrew, J. A.: Pigment changes in tobacco during natural and induced senescence. — Tobacco144: 18–20, 1957.

    Google Scholar 

  • WillstÄtter, R., Stoll, A.: Untersuchungen über die Assimilation der Kohlensäure. — Berlin 1918.

  • WÖhrmann, K., Drewer, H. M. zu: Vergleichende Untersuchungen über die CO2-Aufnahme. di- und tetraploider Pflanzen von Trifolium incarnatum in Abhängigkeit von Lichtintensität und Temperatur. — Züchter29: 264–270, 1959.

    Article  Google Scholar 

  • Благовещенский, А. Б., Нетроченко, У. А.: Влияние обработки семян янтарной и фу-м аровой кислотами на некоторые физиологические нроцессы у растений. — Физиол. Pact.6 : 53–60, 1959. [Blagoveshchensky, A. V., Petrochenko, U. A.: The effect of treatment of seeds with succinic and fumaric acid on some physiological processes in plants.]

  • Жданова, Л. Н., Лебедева, Н. М., Чвиж, О.: Деятелъность листового аппарата и форми — рование семян у подсолнечника. — Физиол. Pact.7 : 35–43, 1960. [Zhdanova, L. P., Lebedeva, N. M., Chvizh, O.: The activity of the leaf system and seed formation in sunflower.]

  • сазарян, Б. О:. О взаимообусловеннос ти и противоречности роста и обмена веществ растений. — Изв. АН АрмССР, Сер. биол. и с.-х. наук10 (4) : 61–74, 1957. [Kazaryan, V. O.: On the mutual causality and antagonism of growth and plant metabolism.]

  • сазарян, Б. О., Авунджян, Э. С.: Об онтогенетическом изменении фотосинтетической активности листьев древесных растений. — Докл. АН АрмССР25 (3) : 155–160, 1957. [Kazaryan, V. O., Avundzhyan, E. S.: On the ontogenetic change of photosynthetic activity of leaves of woody plants.]

  • срасновский, А. А.: Участие пигментов в реакциях фотосинтеза растений. — Изв. АН СССР , Сер. биол. 1955 (2) : 122–132, 1955. [Krasnovsky, A. A.: Participation of pigments in plant photosynthetic reactions.]

  • Лерман, Р. Н.: Динамика наконления хлорофилла в онтогепезе периллы в связи с углеводным и азотистым обменом веществ. — Изв. Акад. пед. наук РСФСР,29 : 25–38, 1950. [Lerman, R. I.: Dynamics of accumulation of chlorophyll in the ontogeny of Perilla in relationship to the sugar and nitrogen metabolism.]

  • Лукнанов, Ж.: Фотосинтетическая деятелъность листьев табака. — Табак18 (1) : 54–55, 1957. [Lukpanov, Zh.: Photosynthetic activity of tobacco leaves.]

  • Механик, Ф. Я.: Офакторах, влияющих на содержание аскорбиновойкислот ыв листьях. Бот. Ж37 : 71–74, 1952. [Mekhanik, F. Ya.: Factors affecting the content of ascorbic acid in leaves.]

  • Молотковскии, Г. Х., Измайлов, А. Ф.: Содержание хлорофилла, аскорбиновой кислоты и активность каталазы в листьях некоторых плакучих форм древесных растений в свнзи с явлением полярности. — Докл. АН СССР113 : 1165–1167, 1957. [Molotkovsky, G. Kh., Izmaylov, A. F.: Content of chlorophyll, ascorbic acid and catalase activity in leaves of some pendant forms of woody plants in connection with the phenomenon of polarity.]

  • Ромашко, Я. Д.: Деякi результатi дослiдження фотосинтезу в кронi яблунi. — Укр. бот. Ж.16 (4) : 32–42, 1959. [Romashko, Ya. D.: Some results of investigating photosynthesis of apple-tree crown.]

  • Читашвили, С. Ш.: Фотосинтез сосновых пасаждений в связи с рубками ухода за лесом. — Сообш. АН ГрузССР25 : 595–598, 1960. [Chitashvili, S. Sh.: Photosynthesis of pine-tree stands in connection to clearing during forest upkeep.]

  • Шан.ниашвили, Г. Б.: (Фотосинтез старых и молодых листьев Некоторых вечнозеленых растений). груз., рез. русс. — Тр. Батумского гос. пед. Ин-та им. Руставели5 : 133–142, 1956. [Shanshiashvili, G. V.: Photosynthesis of old and young leaves of some evergreen plants.]

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Institute of Experimental Botany, Czechoslovak Academy of Sciences, Na cviöiäti 2, Praha 6-Dejvice

    ZdenĚk ŠestÁk & JIŘÍ ČatskÝ

Authors
  1. ZdenĚk ŠestÁk
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. JIŘÍ ČatskÝ
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

ŠestÁk, Z., ČatskÝ, J. Intensity of photosynthesis and chlorophyll content as related to leaf age inNicotiana Sanderae hort. Biol Plant 4, 131–140 (1962). https://doi.org/10.1007/BF02932934

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02932934

Keywords

Search

Navigation