Comparison of results of photosynthetic intensity measurements in cereal leaves as determined by the dry weight increase or by the gazometric method

Abstract

In this paper the values of photosynthetic intensities of spring barley leaves measured by two different methods were compared:

• 1. By the gravimetric method ofBartoš, Kubín andŠetlík (1960), modified byNátr andŠpidla (1961) for cereal leaves. Segments were laid on a special support and illuminated for several hours from a constant source of light. The tissues were completely saturated with water, the temperature and the flow-rate of the air were also constant. Photosynthetic intensity is expressed as the increase of dry matter in segments in mg per dm² of a double area of leaf, and per hour. The weight increase of the dry matter is converted to values corresponding to CO₂ consumption by means of a coefficient: 0·64 mg of dry matter correspond to 1 mg of CO₂, or, 1 mg of dry matter corresponds to 1·56 mg of CO₂.

• 2. By the gazometric method of measurement of CO₂ consumption, expressed in mg per dm² of double area of leaf, and per hour. For these measurements an infrared analyser was used under the following conditions: open system, constant illumination, temperature (25°C) and air humidity (45%), as well as constant CO₂ content in the air (0.033 vol.%).

The results prove that in most instances both methods afford, from the quantitative point of view, completely corresponding results. As a cause of a few discrepancies met in some experiments, the influence of cutting off of the leaves and uneasily seizable differences in experimental conditions during the exposure of leaves and segments can be considered. Further, the calculated value for the conversion coefficient, i.e. 0·64, must not in every case necessarily correspond to the chemical composition of formed assimilates. The existence of inhibitory influence of accumulated assimilates in leaf segments on the photosynthetic intensity can be excluded.

When the CO₂ consumption of cut off and non-cut leaves of the same experimental plant was measured, no differences could be observed.

The advantages and possibilities of the use of dry matter increment determination in segments as a measure of photosynthetic intensity are discussed.

Abstract

V předložené práci byly srovnávány hodnoty intenzity fotosyntézy listů jarního ječmene měřené dvěma různými metodami:

• 1. Gravimetricky metodouBartoše, Kubína aŠetlíka (1960) v úpravě pro použití u listů obilovin podleNátra aŠpidly (1961). Segmenty byly exponovány na speciální podložce několik hodin při plném nasycení pletiva vodou a za konstantního osvětlení, teploty a průtoku vzduchu. Intenzita fotosyntézy je vyjádřena jako přírůstek sušiny segmentů v mg na dm² dvojnásobné listové plochy za 1 hodinu. Váhový přírůstek sušiny je přepočten na hodnoty příjmu kysličníku uhličitého pomocí koeficientu: 0,64 mg sušiny odpovídá 1 mg CO₂ neboli 1 mg sušiny odpovídá 1,56 mg CO₂.

• 2. Gazometricky byl stanoven příjem CO₂ (v mg na dm² dvojnásobné listové plochy za 1 hodinu) infračerveným analyzátorem v otevřeném systému a při konstantním osvětlení, teplotě a vlhkosti vzduchu a konstantním obsahu CO₂.

Výsledky uvedené v tabulkách prokazují, že ve většině případů poskytují obě metody kvantitativně zcela souhlasné výsledky. Jen při některých měřeních (tab. 2, 5) jsou hodnoty rozdílné. Za příčinu těchto nesrovnalostí je možno považovat vliv ustřžení listů a obtížně postižitelné rozdíly v pokusných podmínkách během expozice listů a expozice segmentů. Dále je třeba vzít v úvahu tu možnost, že použitá hodnota koeficientu 0,64 nemusí odpovídat chemickému složení vytvářených asimilátů v každém případě. Naproti tomu je možno vyloučit existenci inhibičního vlivu nahromaděných asimilátů v listových segmentech na intenzitu fotosyntézy.

Při měření příjmu CO₂ ustřižených a neustřižených listů u téhož rostlinného materiálu nebyly stanoveny žádné rozdíly.

Jsou diskutovány přednosti a možnosti použití hodnot přírůstku sušiny segmentů jakožto míry intenzity fotosyntézy.

Abstract

В работе соноставлены значения интенсивности фотосинтеза листьев ярового ячменя измеряемой двумья методами:

• 1) гравиметрическим методом Бартоша, Кубина и Шетлика (1960) в модификации по Натру и Шпидле (1961) для листьев злаковых. Сегменты экспонировались на специальной подложке при полном насыщении ткани водой и в условиях константного освещения, температуры и протока воздуха. Интенсивность фотосинтеза выражена как прирост сухого вещества в мг/дм² двухкратной площади листа за 1 час. Весовой прирост сухого вещества пересчитан на значения приема углекислого газа при помощи козффициента: 0,64 мг сухого вещества соответствует 1 мг CO₂ или 1 мг сухого вещества соответствует 1,56 мг CO₂.

• 2) газометрически измерялся прием CO₂ в мг/дм² двухкратной площади листа за 1 час. Для измерений использован инфракрасный газоанализатор в открытой системе. Экспонирование проводилось при условиях константного освещения, температуры и влажности воздуха и при константном содержании CO₂.

Результаты, приведенные в таблицах доказывают, что в большинстве случаев оба метода дают количественно вполне совпадающие результаты. Только при некоторых измерениях (табл. 2, 5) значения отличаются. Причиной этих несогласий возможно считать влияние отстриженных листьев и трудно заметные различия в условиях опыта в течение зкспозиции листьев и экспозиции сегментов. Дальше надо принять во внимание и ту возможность, что использованное значение коэффициента 0,64 может не соответствовать химической структуре образуемых ассимилятов в каждом случас. Наоборот возможно искяючить существование ингибирующего влияния накопленных ассимилятов в листовых сегментах на интенсивность фотосинтеза. При измерении приема CO₂ отстриженных и неотстриженных листьев у того же растительного материала не найдено никаких различий. Обсуждаются преимущества и возможности использования значений прироста сухого вещества сегментов как меры интенсивности фотосинтеза.