光合作用是植物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的核心過程，對(duì)作物產(chǎn)量具有決定性影響。隨著精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，研究人員利用LI-6800便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)，深入探索了葉綠體中鎂離子（Mg2?）的晝夜波動(dòng)如何調(diào)控水稻的光合作用效率。

鎂是葉綠素分子的中心原子，直接參與光能的捕獲與轉(zhuǎn)化。在晝夜周期中，葉綠體內(nèi)的鎂濃度呈現(xiàn)規(guī)律性波動(dòng)：白天光照條件下，鎂離子從液泡向葉綠體轉(zhuǎn)移，促進(jìn)葉綠素合成與光合電子傳遞；夜晚則部分回流至液泡，調(diào)節(jié)能量代謝平衡。LI-6800系統(tǒng)通過同步測(cè)定氣體交換參數(shù)與葉綠素?zé)晒猓珳?zhǔn)揭示了這種波動(dòng)與光合速率的關(guān)聯(lián)。

具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在鎂濃度較高的日間時(shí)段，水稻葉片的光合速率提升約15%-20%，同時(shí)光系統(tǒng)II（PSII）的最大量子產(chǎn)量（Fv/Fm）保持穩(wěn)定。鎂離子還通過激活Rubisco酶（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶）促進(jìn)碳固定，這一機(jī)制通過LI-6800的A-Ci曲線分析得到驗(yàn)證。

該研究不僅闡明了鎂元素在光合作用中的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)作用，更為水稻栽培管理提供了新思路：通過調(diào)控施肥時(shí)間與鎂元素形態(tài)，可優(yōu)化葉綠體鎂的晝夜節(jié)律，從而提升光合效率與產(chǎn)量。LI-6800系統(tǒng)的高精度測(cè)量為類似生理機(jī)制研究設(shè)立了技術(shù)標(biāo)桿，未來有望應(yīng)用于更多作物的抗逆性改良研究。