首先采用藻类荧光产率模型,以荧光饱和参数Eσ作为饱和激发光强的判断标准,提出了一种激发光强自适应方法,以准确获取不同藻类的光合荧光参数。结果表明,7种藻经自适应调整后可快速而稳定地获得饱和激发光强,调整结果的相对标准偏差均小于2.5%。然后利用激发光强自适应的可变光脉冲诱导荧光(TPLIF)技术测量了7种藻的有效光吸收截面σPSII,并分析了不同门类藻的σPSII差异。最后采用TPLIF技术测量了不同生长时期的小球藻样品,记录了其荧光参数Fv/Fm值和变化趋势,并将其与光合活性分析仪Fast-Ocean的测量结果进行对比,结果发现两者测得的Fv/Fm值保持一致,相关系数为0.9939。本研究为不同生长时期(生长状态差异明显)、不同种类藻光合荧光参数的准确测量提供了有效的饱和激发手段。

应用高光谱遥感监测黄萎病胁迫下棉花叶片光合参数。 在350～2 500 nm光谱波段获取207个不同时期不同病情严重度的棉叶样本光谱数据, 同步利用光合仪测量样本光合参数。 采用单因素方差和相关分析研究光合参数特征, 提取样本叶片光合参数的敏感波段并筛选光谱特征参数, 采用线性和非线性回归方法建立预测模型并检验。 结果表明: 随病情严重度增加, 棉叶净光合速率、 气孔导度、 蒸腾速率均下降, 胞间CO2浓度先降后增, 差异显著； 病情严重度与光合参数均达到显著相关, 与净光合速率、 蒸腾速率、 气孔导度、 胞间 CO2浓度相关系数分别为-0.97, -0.957, -0.886和0.715。 选择与光合参数相关性最好的光谱敏感波段R704, R706, R699, R690, FD688, FD732, FD690, FD731, FD681组建新的光谱特征参数并与传统参数一起对净光合速率、 蒸腾速率、 气孔导度和胞间 CO2浓度进行反演, 其中是以光谱参数PRI［FD732, FD688］), R706, RVI［890, 670］), R690为自变量建立的净光合速率、 蒸腾速率、 气孔导度和胞间CO2浓度反演方程精度最高, 预测R2分别为0.827, 0.810, 0.658, 0.573； RMSE分别为5.466, 2.801, 109.500, 63.500； RE分别为0.041, 0.137, 0.158, 0.021。 表明通过高光谱遥感可以实现棉花黄萎病叶片光合生理参数的提取。

为了更准确获取反映植物生理状态的荧光动力学曲线，基于光合作用电子传递过程研究了植物光合作用参数测量技术。采用可变光脉冲技术将植物光合作用过程分段为快相与弛豫过程，并测量激发光诱导产生的荧光动力学曲线.对激发光带宽与响应时间进行了定量分析；对I-V转换单元与MFB滤波器进行了设计与仿真分析，获取快相荧光动力学信息；采用同步脉冲采样积分技术，对微弱弛豫荧光进行积分，实现了快相与弛豫荧光动力学曲线的完整测量，并结合非线性拟合算法获取光合作用参数.测试结果表明，系统信噪比达到23.8 dB；暗适应与光适应下，本系统所测Fv/Fm与Water-PAM测量结果的线性相关系数分别达到0.980和0.997.该研究结果为植物光合作用研究及过程参数测量提供了一种测量手段.

根据生物膜能流理论和电子传递模型，结合快相与弛豫两种激发条件，对复杂的光合作用过程进行分析并简化计算，提出植物光合作用参数反演方法。利用滑动窗口斜率判定法确定最大荧光产率；利用线性最小二乘算法解析快相荧光过程获得光化学量子效率和功能吸收截面；利用离散迭代算法解析弛豫荧光过程获得质体醌平均还原时间常数。对对数生长期以及铜离子胁迫条件下的平裂藻和斜生栅藻进行实验测量，结果表明该方法反演结果具有良好的稳定性和重复性，光化学量子效率、功能吸收截面和质体醌平均还原时间常数的测量结果相对标准偏差分别为1.25%、1.50%和1.83%，其中光化学量子效率与脉冲振幅调制技术的测量结果线性相关系数达到0.9714。该方法为研究植物生理研究提供一种光学分析手段。