太阳辐射与农业生产

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1、太阳辐射与农业生产     太阳辐射的光谱成分、光照度、光照时间以及植物利用太阳能的多少，影响着植物的生长发育、产量高低，以及植物的地理分布。植物的光合作用使得所有的有机体与太阳辐射之间发生了最本质的联系，所以太阳辐射是植物生命活动的重要因。 一、太阳辐射光谱对植物的影响  （一）不同光谱成分对植物的作用   到达地面的太阳辐射光谱对植物生长发育有着不同的生物学意义(1)波长大于1μm的辐射，被植物吸收转为热能，不参与生化作用。(2)波长1～0.72μm辐射一对植物起伸长作用，其中0.70～0.8μm称远红光，对光周期及种子形成有重要作

2、用，并控制开花及果实着色。(3)波长为0.72～0.61μm的红、橙光被叶绿素强烈吸收，光合作用最强，表现为强光周期现象。(4)波长为0.61～0.51μm的绿光，表现为低光合作用和植物的弱成形作用。(5)波长为0.51～0.4μm的蓝、紫光，被叶绿素和黄色素强烈吸收，表现为次强光合作用和成形作用。(6)波长为0.4～0.32μm主要起植物成形作用，如植物变矮，叶片变厚等。(7)波长小于0.32μm的紫外线对植物有害，波长小于0.28μm的远紫外辐射可立即杀死植物。红光有利于碳水化合物的积累，蓝光有利-蛋白质和非碳水化合物的积累。紫外线

3、对植物的形状、颜色和品质优劣起着重要的作用。高山、高原紫外线含量较多，使植物茎叶短小，色泽较深。不难看出，不同的太阳辐射光谱对植物的光台作用、色素形成、向光性、形态变化的影响是有差异的。可以通过人工改变光谱，用来提高植物品贡和产量。据报道：用淡蓝色塑料膜育水稻秧苗，可促进初期生长，秧苗粗壮，扦秧后分蘖多．最终增加产量；紫色薄膜对茄子有增产作用。 （二）光合有效辐射太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光合有效辐射(Photosyntheticallyactiveradiation，PAR)。光合有效辐射的波长范围与可见光接近，不同研

4、究者取值范围略有差异。俄罗斯和东欧国家将o．38～o．71μm波段的太阳辐射作为光合有效辐射，也称为生理辐射（physiologicalradiation)，严格来讲生理辐射的范围可比光合有效辐射略宽一些；美国和西欧国家则采用0.40～0.70μm波段。从能量所占的比例来看，光合有效辐射占太阳直接辐射的40%～45%，占散射辐射的60%左右，这是大气对可见光散射比较多造成的。光合有效辐射是计算作物光合生产潜力的重要依据，对于确定光合作用和产量形成的辐射能利用系数，拟定最适作物群体结构等方面具有重要意义。但目前光合有效辐射的观测资料极少，

5、一般采用经验公式计算。苏联学者叶菲莫娃提出计算光合有效辐射的经验公式：   PAR=O.0.43S'+0.57D   (1-26)式中，PAR为到达地面的光合有效辐射日总量或月总量；s'和D分别为水平面上太阳直接辐射和散射辐射的日总量或月总量。二、光照度与植物生长发育   光照度对植物的光合作用起着重要的作用。在一定的光照度范围内，光合作用随光照度的增加而增加，但超过一定的光照度后，光合作用便保持一定的水平不再增加了，这种现象称为光饱和现象，这个光照度便是临界点，称光饱和点(lightsaturationpoint)，在光饱和点以上的光

6、照度对光合作用是无效的。光照度降低时，光合作用随之降低。当植物通过光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗掉的物质相平衡时的光照度称为光补偿点(lightcompensationpoint)。在光补偿点以下，植物的呼吸作用大于光合作用，消耗贮存的有机质。光饱和点与光补偿点随植物而异，根据植物对光照度的反应，可将其分为喜阳植物和喜阴植物。喜阳植物，尤其是荒漠植物或高山植物，在中午直射光下也未达到光饱和。栽培作物多属于喜阳的，C4植物的光饱和点一般比C3植物高，对于水稻、小麦等C3植物，光饱和点为(3～5)×l04lx，C4植物如玉米和甘蔗，甚至

7、在10×l04lx也未能达到饱和。喜阴植物在海平面全光照1/10或更低时即达光饱和。喜阴植物的光补偿点为几百勒克斯，而喜阳植物的可达1000lx以上。作物群体的光饱和点和光补偿点均较单叶为高。如小麦单叶光饱和点为(2～3)×l04lx，而群体在10×l04lx下尚未达到饱和。这是因为当光强时，群体上层叶片已饱和，但下层叶片的光合强度仍随光强的增加而增强，群体的总光合强度还在上升。同样，群体内叶片多，相互遮荫，当光照减弱，上层叶片达到光补偿点时，下层叶片光强低于光补偿点，所以光合作用小于呼吸作用，所以整个群体的光补偿点较高。表1-14列出

8、了几种作物的单叶光饱和点及补偿点。 表1-14几种作物的单叶光饱和点及补偿点  项 目  作 物水稻小麦棉花烟草玉米 光饱和点／103lx40～5024～3050～80  28～40  40～500光补偿点