農(nóng)業(yè)氣象學之太陽輻射與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

1、太陽輻射與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)太陽輻射與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1 1 光的生物學意義與植物的光學特性光的生物學意義與植物的光學特性2 2 光照長度對植物的影響光照長度對植物的影響3 3 光照強度對植物的影響光照強度對植物的影響4 4 不同光譜成分對植物的影響不同光譜成分對植物的影響5 5 光能利用率及其提高途徑光能利用率及其提高途徑實習實習1 1：作物光能利用率的計算及分析：作物光能利用率的計算及分析本章重點：本章重點： 光合有效輻射、光周期現(xiàn)象、感光性、光飽光合有效輻射、光周期現(xiàn)象、感光性、光飽和點與光補償點、光能利用率等基本概念。和點與光補償點、光能利用率等基本概念。 光周期學說在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用，光光周期學說在農(nóng)

2、業(yè)生產(chǎn)中的應用，光光合光合作用關系分析，光能利用狀況及提高途徑分析。作用關系分析，光能利用狀況及提高途徑分析。本章難點：本章難點： 光周期學說及其應用，光周期學說及其應用， 光光光合作用關系理論分析。光合作用關系理論分析。 一、光的生物學意義一、光的生物學意義 二、植物的光學特性二、植物的光學特性 三、光在群體中的分布三、光在群體中的分布 1 1、太陽輻射的重要性、太陽輻射的重要性 太陽輻射是地球上生物有機體的主要太陽輻射是地球上生物有機體的主要能量源泉；能量源泉； 太陽輻射是大氣運動和產(chǎn)生各種天氣太陽輻射是大氣運動和產(chǎn)生各種天氣氣候現(xiàn)象的主要能量源泉。氣候現(xiàn)象的主要能量源泉。 太陽輻射對植物

3、的作用：太陽輻射對植物的作用： 光合效應光合效應 熱效應熱效應 光的形態(tài)效應光的形態(tài)效應 光還在相當程度上影響植物的地理分布。光還在相當程度上影響植物的地理分布。 各種輻射波段對植物的重要性見表各種輻射波段對植物的重要性見表2.12.1。表表2.1 2.1 輻射波段及其對植物生命活動的重要性輻射波段及其對植物生命活動的重要性輻輻 射射波波 段段光譜區(qū)光譜區(qū)占太陽占太陽輻射能輻射能（% %）對植物生命的效應對植物生命的效應熱效應熱效應光合光合效應效應形態(tài)形態(tài)效應效應紫外線紫外線光合有效輻射光合有效輻射近紅外輻射近紅外輻射長波輻射長波輻射290290380380380380710710710710

4、400040003000300010000100000 04 42121464650507979不重要不重要重重 要要重重 要要重重 要要不重要不重要重重 要要不重要不重要不重要不重要中中 等等重重 要要不重要不重要不重要不重要 光主要從三個方面對植物產(chǎn)生影響：光主要從三個方面對植物產(chǎn)生影響： 光長，即光照時間的長短。光長，即光照時間的長短。 光強，即光照的強弱。光強，即光照的強弱。 光質(zhì)，即光譜組成的不同。光質(zhì)，即光譜組成的不同。 綠色植物通過光合作用所合成的物質(zhì)約占綠色植物通過光合作用所合成的物質(zhì)約占其干重的其干重的909095%95%； 太陽輻射能投射到植物體上真正為植物所太陽輻射能投射

5、到植物體上真正為植物所利用進行光合作用部分卻很少。光能利用率低。利用進行光合作用部分卻很少。光能利用率低。 因此，提高作物的光能利用率是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中因此，提高作物的光能利用率是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個十分重要的課題，當然也是農(nóng)業(yè)氣象學的的一個十分重要的課題，當然也是農(nóng)業(yè)氣象學的主要任務之一。主要任務之一。 1 1、單葉葉片對光的反射、透射和吸收、單葉葉片對光的反射、透射和吸收 （1 1）基本概念）基本概念 反射：投射到葉面的太陽輻射被直接反射：投射到葉面的太陽輻射被直接反射到太空中去的部分稱為外反射；進入葉片反射到太空中去的部分稱為外反射；進入葉片內(nèi)部不能被葉片吸收從投射一側(cè)返回空氣中的內(nèi)部不能被葉片吸

6、收從投射一側(cè)返回空氣中的部分稱為內(nèi)反射；外、內(nèi)反射之和稱為反射。部分稱為內(nèi)反射；外、內(nèi)反射之和稱為反射。 吸收：進入葉片內(nèi)部的太陽輻射被葉片吸收：進入葉片內(nèi)部的太陽輻射被葉片吸收的部分稱為吸收。吸收的部分稱為吸收。 透射：進入葉片內(nèi)部不能被葉片吸收從透射：進入葉片內(nèi)部不能被葉片吸收從投射對面一側(cè)向葉外逸出的部分稱為透射。投射對面一側(cè)向葉外逸出的部分稱為透射。 反射率反射率R R、透射率透射率T T和吸收率和吸收率A A之間關系：之間關系： R + T + A = 1 R + T + A = 1（2）綠色葉片的能量平衡）綠色葉片的能量平衡a.能量用于光合作用；b.能量用于葉子向周圍環(huán)境散熱；c.

7、余下的能量轉(zhuǎn)化為熱能，可使623640克的水分燕騰，并在光合作用中形成約1克物質(zhì) 。 太陽光譜成分太陽光譜成分 表表2.22.2綠葉對不同波段的平均反射、透射、吸收率綠葉對不同波段的平均反射、透射、吸收率波段波段光合有效輻射光合有效輻射（380-710nm）近紅外輻射近紅外輻射（710-4000nm）短波輻射短波輻射（350-3000nm）長波輻射長波輻射（3000-10000nm）反射率反射率0.090.510.300.05透射率透射率0.060.340.200.00吸收率吸收率0.850.150.500.95 植物種類植物種類 葉齡、葉片的表面形態(tài)、顏色葉齡、葉片的表面形態(tài)、顏色 葉片的水

8、分含量葉片的水分含量 光的投射角度、天氣狀況光的投射角度、天氣狀況 季節(jié)、生育期季節(jié)、生育期 因此，葉片對太陽輻射的反射率因此，葉片對太陽輻射的反射率、透射率透射率和吸收率存在著日變化、季節(jié)變化，不是一個和吸收率存在著日變化、季節(jié)變化，不是一個定值，有一定的變化范圍。定值，有一定的變化范圍。 太陽輻射進入植被內(nèi)部，經(jīng)過植被中莖葉太陽輻射進入植被內(nèi)部，經(jīng)過植被中莖葉層層的反射、透射和吸收，當然還包括漏射，層層的反射、透射和吸收，當然還包括漏射，而被削弱，形成了一個較復雜的過程。而被削弱，形成了一個較復雜的過程。 關于關于群體葉片對日光的反射、透射和吸收群體葉片對日光的反射、透射和吸收能力，可歸納

9、出以下四點看法。能力，可歸納出以下四點看法。 （1 1）同一種農(nóng)田的植被，對于不同波長的）同一種農(nóng)田的植被，對于不同波長的輻射，其反射、透射和吸收能力不同。輻射，其反射、透射和吸收能力不同。 （2 2）同一種波長的輻射，不同作物、同一）同一種波長的輻射，不同作物、同一作物不同的生長發(fā)育狀況（包括品種、密度、作物不同的生長發(fā)育狀況（包括品種、密度、葉齡、葉形、葉片的顏色和含水量等等），其葉齡、葉形、葉片的顏色和含水量等等），其反射、透射和吸收能力不同。反射、透射和吸收能力不同。 （3 3）反射、透射和吸收率不是一個常數(shù)，）反射、透射和吸收率不是一個常數(shù)，在任一光譜中有一定幅度。在任一光譜中有一定

10、幅度。 （4 4）群體對日光的反射率和透射率要比）群體對日光的反射率和透射率要比單葉明顯地小，而吸收率卻明顯地高于單葉。單葉明顯地小，而吸收率卻明顯地高于單葉。 如稻、麥作物，葉片向上斜立，其反射和如稻、麥作物，葉片向上斜立，其反射和透射光幾乎都比單葉少一半左右；一般在抽穗透射光幾乎都比單葉少一半左右；一般在抽穗開花期，群體的反射率約開花期，群體的反射率約5 57%7%，透射率約，透射率約4 47%7%，而群體的吸收率則高達，而群體的吸收率則高達858590%90%。 1 1、光在群體中的分布規(guī)律、光在群體中的分布規(guī)律 由于受作物品種、群體的幾何結(jié)構(gòu)以及密由于受作物品種、群體的幾何結(jié)構(gòu)以及密度

11、等因素影響，植被中光強的垂直變化十分復度等因素影響，植被中光強的垂直變化十分復雜，但其垂直分布有一定的規(guī)律。雜，但其垂直分布有一定的規(guī)律。 如油菜、小麥等（圖如油菜、小麥等（圖2.2.1 1）。）。 圖圖2.1 2.1 相對總輻射在植被中的分布（翁篤鳴等，相對總輻射在植被中的分布（翁篤鳴等，19811981）相相 100對對 80 油菜油菜總總 60輻輻 40射射 20 小麥小麥% 0 100 80 60 40 20 0 相對株高相對株高% （油菜株高（油菜株高158厘米，小麥株高厘米，小麥株高123厘米）厘米） 在實際工作中常用透光率來表征農(nóng)田中在實際工作中常用透光率來表征農(nóng)田中的透光情況。

12、的透光情況。 透光率：透光率：所測高度處的照度與農(nóng)田上方所測高度處的照度與農(nóng)田上方照度的比值，用小數(shù)或百分數(shù)表示，也稱相照度的比值，用小數(shù)或百分數(shù)表示，也稱相對照度。對照度。 農(nóng)田中透光率的分布曲線與光強農(nóng)田中透光率的分布曲線與光強的分布曲線完全一致，亦隨深度迅速遞的分布曲線完全一致，亦隨深度迅速遞減，其遞減率與葉片的鉛直分布關系密減，其遞減率與葉片的鉛直分布關系密切。切。 農(nóng)田中各高度透光率存在著相同的日農(nóng)田中各高度透光率存在著相同的日變化，由于太陽高度角的改變，中午時透光變化，由于太陽高度角的改變，中午時透光率最大，早晚時透光率較小。率最大，早晚時透光率較小。 例如在對棉花的觀測中發(fā)現(xiàn)，在

13、始花期，例如在對棉花的觀測中發(fā)現(xiàn)，在始花期，早晚的透光率為早晚的透光率為10%10%，而正午時透光率可達到，而正午時透光率可達到41%41%。 門司正三和佐伯敏郎（日本），門司正三和佐伯敏郎（日本），19531953年從年從實際觀測（大田切片法）和理論推算兩個方面實際觀測（大田切片法）和理論推算兩個方面建立了光強對葉面積的依賴關系。他們假定：建立了光強對葉面積的依賴關系。他們假定：葉層是由葉片等植物器官所組成的均一介質(zhì)，葉層是由葉片等植物器官所組成的均一介質(zhì)，并把比爾（并把比爾（BeerBeer）定律引入到群體中光強垂直定律引入到群體中光強垂直分布的研究，提出了著名的門司分布的研究，提出了著名

14、的門司佐伯公式。佐伯公式。 I = II = I0 0 expexp（-kF-kF）式中，式中，I I0 0為冠層（群體頂部）的光強；為冠層（群體頂部）的光強；I I為各層為各層的光強；的光強；k k為群體葉層光強衰減系數(shù)或群體消光為群體葉層光強衰減系數(shù)或群體消光系數(shù)；系數(shù)；F F為各層次以上部分的葉面積之和。為各層次以上部分的葉面積之和。 k = k =（-ln(I/I-ln(I/I0 0)/)/F F式中，式中， I/II/I0 0即透光率。即透光率。 k k值是一個無量綱數(shù)，它描述了葉片的值是一個無量綱數(shù)，它描述了葉片的遮陰程度，當上層葉面積大時，遮陰程度，當上層葉面積大時，k k值就大

15、，值就大，光強衰減就明顯。光強衰減就明顯。 實際上，大田內(nèi)部的情況十分復雜，影響實際上，大田內(nèi)部的情況十分復雜，影響k k值的因素非常多，包括葉片大小、厚薄、表面值的因素非常多，包括葉片大小、厚薄、表面光滑度、葉綠素含量以及葉片含水量等影響葉片光滑度、葉綠素含量以及葉片含水量等影響葉片反射、透射和吸收的因素；入射光的方向和光譜反射、透射和吸收的因素；入射光的方向和光譜成分；葉片角度及群體的結(jié)構(gòu)；季節(jié)、天氣以及成分；葉片角度及群體的結(jié)構(gòu)；季節(jié)、天氣以及時間等。時間等。因此，因此，K K值不是一個穩(wěn)定的值值不是一個穩(wěn)定的值。 在實際應用中，禾谷類作物在實際應用中，禾谷類作物K K值較穩(wěn)定，值較穩(wěn)定

16、，因而使用平均值代替。因而使用平均值代替。 一般地，一般地，k k值小于值小于1 1。據(jù)門司和佐伯測算，。據(jù)門司和佐伯測算，草中的草中的k k值為值為0.30.30.50.5，水平葉子作物層中的，水平葉子作物層中的k k值為值為0.70.71.01.0。而中科院上海植生所測得的。而中科院上海植生所測得的水稻葉層的水稻葉層的k k值在值在0.60.67 70.740.74之間，平均達到之間，平均達到0.710.71（表（表2.32.3）。）。 層高（層高（cmcm） I/II/I0 0（% %）F Fk k30305 54.064.060.740.7440408 83.743.740.680.6

17、8505013132.992.990.680.68606020202.372.370.670.67707032321.541.540.740.74808048481.001.000.740.7490901001000.300.30平均平均0.710.71 門司門司 佐伯公式適用的條件象均一介質(zhì)佐伯公式適用的條件象均一介質(zhì)是不可能滿足的。是不可能滿足的。 但在實際觀測中，光在群體中的垂直變化但在實際觀測中，光在群體中的垂直變化確實符合負指數(shù)規(guī)律，所以門司確實符合負指數(shù)規(guī)律，所以門司 佐伯公式佐伯公式目前還是得到了廣泛的應用。目前還是得到了廣泛的應用。 一、植物的光周期現(xiàn)象一、植物的光周期現(xiàn)象 二

18、、光照長度與植物發(fā)育關系的幾種解釋二、光照長度與植物發(fā)育關系的幾種解釋 三、光周期對植物生長發(fā)育的影響三、光周期對植物生長發(fā)育的影響 四、光周期學說在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用四、光周期學說在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用 1 1、日照長度和光照長度、日照長度和光照長度 日照長度。日照長度。是指一地每天從日出到日落是指一地每天從日出到日落之間的日照時數(shù)，是一種在一定地區(qū)各年之間之間的日照時數(shù)，是一種在一定地區(qū)各年之間比較穩(wěn)定的氣候要素。比較穩(wěn)定的氣候要素。 光照長度。光照長度。也稱為光長，它和日照長度也稱為光長，它和日照長度不同，它包括日照長度和曙暮光時段。不同，它包括日照長度和曙暮光時段。 2 2、光周期、光周期

19、地球上不同緯度地區(qū)的溫度、雨量和晝夜長度等地球上不同緯度地區(qū)的溫度、雨量和晝夜長度等會隨季節(jié)有規(guī)律地變化。在各種氣象因子中，晝夜長會隨季節(jié)有規(guī)律地變化。在各種氣象因子中，晝夜長度變化是最可靠的信號，不同緯度地區(qū)晝夜長度的季度變化是最可靠的信號，不同緯度地區(qū)晝夜長度的季節(jié)性變化是很準確的。緯度愈高的地區(qū)，夏季晝愈長，節(jié)性變化是很準確的。緯度愈高的地區(qū)，夏季晝愈長，夜愈短；冬季晝愈短，夜愈長；春分和秋分時，各緯夜愈短；冬季晝愈短，夜愈長；春分和秋分時，各緯度地區(qū)晝夜長度相等，均為度地區(qū)晝夜長度相等，均為12h12h。自然界一晝夜間的。自然界一晝夜間的光暗交替稱為光周期（光暗交替稱為光周期（phot

20、operiodphotoperiod）。）。北半球不同緯度地區(qū)晝夜長度的季節(jié)變化北半球不同緯度地區(qū)晝夜長度的季節(jié)變化 （1）植物光周期現(xiàn)象的概念）植物光周期現(xiàn)象的概念 晝夜光照與黑暗的交替對植物發(fā)育（主要晝夜光照與黑暗的交替對植物發(fā)育（主要是開花）有顯著影響的現(xiàn)象稱為光周期現(xiàn)象是開花）有顯著影響的現(xiàn)象稱為光周期現(xiàn)象（photoperiodism）。植物的開花、休眠和落）。植物的開花、休眠和落葉，以及鱗莖、塊莖、球莖等地下貯藏器官的葉，以及鱗莖、塊莖、球莖等地下貯藏器官的形成都受晝夜長度的調(diào)節(jié)，但是，在植物的光形成都受晝夜長度的調(diào)節(jié)，但是，在植物的光周期現(xiàn)象中最為重要且研究最多的是植物成花周期現(xiàn)

21、象中最為重要且研究最多的是植物成花的光周期誘導。的光周期誘導。 （2）光周期現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)）光周期現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1919年，美國園藝學家加納和阿拉德（年，美國園藝學家加納和阿拉德（Garner and Allard）在觀察到煙草的一個變種（）在觀察到煙草的一個變種（ maryland mammoth ）在華盛頓地區(qū)夏季生長時，株高達在華盛頓地區(qū)夏季生長時，株高達35m時仍不開花，但在時仍不開花，但在冬季轉(zhuǎn)入溫室栽培后，其株高不足冬季轉(zhuǎn)入溫室栽培后，其株高不足1m就可開花。他們試驗了就可開花。他們試驗了溫度、光質(zhì)、營養(yǎng)等各種條件，發(fā)現(xiàn)日照長度是影響煙草開溫度、光質(zhì)、營養(yǎng)等各種條件，發(fā)現(xiàn)日照長度是影響煙

22、草開花的關鍵因素。在夏季用黑布遮蓋，人為縮短日照長度，煙花的關鍵因素。在夏季用黑布遮蓋，人為縮短日照長度，煙草就能開花；冬季在溫室內(nèi)用人工光照延長日照長度，則煙草就能開花；冬季在溫室內(nèi)用人工光照延長日照長度，則煙草保持營養(yǎng)狀態(tài)而不開花。由此他們得出結(jié)論，短日照是這草保持營養(yǎng)狀態(tài)而不開花。由此他們得出結(jié)論，短日照是這種煙草開花的關鍵條件。種煙草開花的關鍵條件。 （1 1）長日性植物。是指只有在光照長度超過）長日性植物。是指只有在光照長度超過一定臨界值（臨界光長）時開花，否則即停留在一定臨界值（臨界光長）時開花，否則即停留在營養(yǎng)生長狀態(tài)的植物。例如麥類、豌豆、亞麻、營養(yǎng)生長狀態(tài)的植物。例如麥類、豌

23、豆、亞麻、油菜、胡蘿卜等原產(chǎn)于高緯度地區(qū)的作物。油菜、胡蘿卜等原產(chǎn)于高緯度地區(qū)的作物。 （2 2）短日性植物。是指只有在光照長度短于）短日性植物。是指只有在光照長度短于一定臨界值時開花的植物。如水稻、玉米、棉花一定臨界值時開花的植物。如水稻、玉米、棉花等原產(chǎn)于低緯度地區(qū)的作物。等原產(chǎn)于低緯度地區(qū)的作物。 （3 3）中日性植物。是指當晝夜長短的比例）中日性植物。是指當晝夜長短的比例接近于相等時才能開花的植物。如甘蔗等。接近于相等時才能開花的植物。如甘蔗等。 （4 4）中間型植物。指開花受光長影響較小的）中間型植物。指開花受光長影響較小的植物，又稱光期鈍感植物。如西紅柿、黃瓜等。植物，又稱光期鈍感

24、植物。如西紅柿、黃瓜等。 是指引起植物開花的光照長度界限。是指引起植物開花的光照長度界限。 長日性植物的開花要求光長不能短于這個長日性植物的開花要求光長不能短于這個界限長度，而短日性植物的開花要求光長不能界限長度，而短日性植物的開花要求光長不能長于這個界限長度。長于這個界限長度。三種主要光周期反應類型三種主要光周期反應類型 對不同日長的幾種開花反應對不同日長的幾種開花反應 1.日中性植物； 2.相對長日植物； 3.絕對長日植物； 4.絕對短日植物； 5.相對短日植物(在縱坐標上數(shù)目字后面的K字表示這些數(shù)字是任意的) 6、光周期誘導的機理、光周期誘導的機理 （1）光周期誘導）光周期誘導 對光周期

25、敏感的植物只有在經(jīng)過適宜的日照條件誘導對光周期敏感的植物只有在經(jīng)過適宜的日照條件誘導后才能開花，但研究表明，引起植物開花的適宜光周期處后才能開花，但研究表明，引起植物開花的適宜光周期處理，并不需要一直持續(xù)到花芽分化。植物在達到一定的生理，并不需要一直持續(xù)到花芽分化。植物在達到一定的生理年齡時，經(jīng)過足夠天數(shù)的適宜光周期處理，以后即使處理年齡時，經(jīng)過足夠天數(shù)的適宜光周期處理，以后即使處于不適宜的光周期下，仍能保持這種刺激的效果而開花，于不適宜的光周期下，仍能保持這種刺激的效果而開花，這種效應叫做光周期誘導（這種效應叫做光周期誘導（photoperiodic induction）。）。因此，光周期成

26、花反應是個誘導過程，花芽的分化并不一因此，光周期成花反應是個誘導過程，花芽的分化并不一定是在適宜光周期處理的當時，植物可以保持這種誘導狀定是在適宜光周期處理的當時，植物可以保持這種誘導狀態(tài)。不同種類的植物通過光周期誘導的天數(shù)不同。態(tài)。不同種類的植物通過光周期誘導的天數(shù)不同。 （2 2）有效光強）有效光強 植物的光周期反應不需要很強的光強，植物的光周期反應不需要很強的光強，幾個勒克司幾個勒克司的弱光即對光周期反應有效。的弱光即對光周期反應有效。 幾個勒克司的弱光例如曙暮光和路燈幾個勒克司的弱光例如曙暮光和路燈, ,雖不能使植物進行光合作用，但仍能起到延長雖不能使植物進行光合作用，但仍能起到延長光

27、照長度的作用。光照長度的作用。 （3）光周期誘導中光期與暗期的作用）光周期誘導中光期與暗期的作用 自然條件下，一天自然條件下，一天24h中是光暗交替的，即中是光暗交替的，即光期長度和暗期長度互補。所以，有臨界日長就光期長度和暗期長度互補。所以，有臨界日長就會有相應的臨界暗期（會有相應的臨界暗期（critical dark period），），那么，是光期還是暗期起決定作用？許多試驗表那么，是光期還是暗期起決定作用？許多試驗表明，暗期有更重要的作用。明，暗期有更重要的作用。暗期間斷對開花的影響暗期間斷對開花的影響 光周期效應決定于暗期長度而不決定于光周期效應決定于暗期長度而不決定于光期長度或光暗

28、期之比。光期長度或光暗期之比。 短日性植物需要一定時間以上的暗期才能短日性植物需要一定時間以上的暗期才能開花，而長日性植物暗期過長也不能開花。開花，而長日性植物暗期過長也不能開花。 即使給予足夠長的暗期，如暗期中途即使給予足夠長的暗期，如暗期中途給以給以“光中斷光中斷”，則暗期效果消失，而光期，則暗期效果消失，而光期中途的中途的“暗中斷暗中斷”處理則無變化。處理則無變化。 因此在研究植物光照階段的發(fā)育速度時，因此在研究植物光照階段的發(fā)育速度時，有人提出暗長積量的概念，即將光照階段內(nèi)有人提出暗長積量的概念，即將光照階段內(nèi)每日暗期時間之和稱為暗長積量，認為滿足每日暗期時間之和稱為暗長積量，認為滿足

29、所需的暗長積量，作物才能完成光照階段。所需的暗長積量，作物才能完成光照階段。 植物光周期性的形成與原產(chǎn)地發(fā)育期間植物光周期性的形成與原產(chǎn)地發(fā)育期間自然光照的絕對長度和它的變化趨勢有著密切自然光照的絕對長度和它的變化趨勢有著密切的關系。的關系。 植物光周期性的形成，是植物長期適應植物光周期性的形成，是植物長期適應原產(chǎn)地發(fā)育期間自然光照條件的結(jié)果。原產(chǎn)地發(fā)育期間自然光照條件的結(jié)果。 在人工選育的條件下，植物的光周期性在人工選育的條件下，植物的光周期性是可以改變的。是可以改變的。 1 1、光周期學說（經(jīng)典、解釋現(xiàn)象）、光周期學說（經(jīng)典、解釋現(xiàn)象） 認為植物通過合適的光周期，就能完成認為植物通過合適的

30、光周期，就能完成它的發(fā)育過程，這是植物本身的生物節(jié)律即它的發(fā)育過程，這是植物本身的生物節(jié)律即植物只在符合它本性的黑暗與光照交替下，植物只在符合它本性的黑暗與光照交替下，才能夠正常發(fā)育，否則，就會延遲發(fā)育或者才能夠正常發(fā)育，否則，就會延遲發(fā)育或者不發(fā)育，而且不同植物需要不同時間長度的不發(fā)育，而且不同植物需要不同時間長度的光照與黑暗的交替。光照與黑暗的交替。 認為植物的生長發(fā)育不決定于光周期，認為植物的生長發(fā)育不決定于光周期，而決定于通過一定的發(fā)育階段而決定于通過一定的發(fā)育階段光照階段。光照階段。 李森科提出植物發(fā)育要經(jīng)過兩個階段李森科提出植物發(fā)育要經(jīng)過兩個階段即春化階段和光照階段。即春化階段和光

31、照階段。 長日性植物需要連續(xù)的光照（晝長夜短），長日性植物需要連續(xù)的光照（晝長夜短），這是因為長日性植物的莖生長點，只有在光照這是因為長日性植物的莖生長點，只有在光照條件下才能夠進行必要的階段質(zhì)變。而短日性條件下才能夠進行必要的階段質(zhì)變。而短日性植物需要連續(xù)的黑暗（晝短夜長），這是因為植物需要連續(xù)的黑暗（晝短夜長），這是因為短日性植物的莖生長點只有在黑暗條件下才能短日性植物的莖生長點只有在黑暗條件下才能進行必要的階段質(zhì)變。并認為植物發(fā)育對光暗進行必要的階段質(zhì)變。并認為植物發(fā)育對光暗反應是在一定的具體階段中進行的，并不是在反應是在一定的具體階段中進行的，并不是在全生育期或籠統(tǒng)地在開花以前進行的。

32、全生育期或籠統(tǒng)地在開花以前進行的。 認為植物的發(fā)育不是決定于光周期，認為植物的發(fā)育不是決定于光周期，也不是要求光或暗，實質(zhì)上是需要一定也不是要求光或暗，實質(zhì)上是需要一定波長的光。波長的光。 長日性植物的發(fā)育需要長波的光，長日性植物的發(fā)育需要長波的光，短日性植物的發(fā)育需要短波的光，這是短日性植物的發(fā)育需要短波的光，這是植物在長期生活環(huán)境下自然選擇的結(jié)果。植物在長期生活環(huán)境下自然選擇的結(jié)果。 在低緯度地區(qū)，一日里太陽高度在在低緯度地區(qū)，一日里太陽高度在30以下以下的時間較短，的時間較短，30以上時間幾乎比前者多達一倍以上時間幾乎比前者多達一倍（表（表2.4），而），而30以上的時間內(nèi)，短波的百分比

33、以上的時間內(nèi)，短波的百分比較大（表較大（表2.5），），植物長期適應的結(jié)果，就形成植物長期適應的結(jié)果，就形成了需要短波的短日性植物。了需要短波的短日性植物。 而在高緯度地區(qū)則正好相反。而在高緯度地區(qū)則正好相反。地地 名名緯緯 度度太陽在地平線太陽在地平線30 以上以上30 以下以下？18 10 N8小時小時40分分4小時小時31分分廣廣 州州23 10 N8小時小時42分分4小時小時48分分南南 京京32 04 N9小時小時20分分4小時小時52分分北北 京京39 54 N9小時小時14分分5小時小時44分分哈爾濱哈爾濱45 45 N9小時小時24分分6小時小時17分分列寧格勒列寧格勒60 0

34、0 N9小時小時32分分9小時小時19分分輻輻 射射種種 類類波波 長長( nm )太陽距地平面高度（度）太陽距地平面高度（度）0.55.010.0 20.0 30.0 50.0 90.0占總輻射的比例（占總輻射的比例（%）紫外線紫外線295-4000.00.41.02.02.73.24.7可見光可見光400-760 31.2 38.6 41.0 42.7 43.7 43.9 45.3紅外線紅外線 76068.8 61.0 58.0 55.3 54.6 52.9 50.0 認為高等植物對光照長度的反應決定于認為高等植物對光照長度的反應決定于植物的植物的光敏色素系統(tǒng)光敏色素系統(tǒng)。 光敏色素是存在

35、于植物體中的一種激素，光敏色素是存在于植物體中的一種激素，在植物體內(nèi)以兩種形式同時存在，即：在植物體內(nèi)以兩種形式同時存在，即： 紅光吸收型紅光吸收型 PrPr（最大吸收波長最大吸收波長660660nmnm） 遠紅光吸收型遠紅光吸收型P Pf fr r（最大吸收波長最大吸收波長730730nmnm） Pr Pr與與P Pf fr r在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化如圖：在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化如圖： 660 660nmnm 黑暗黑暗 Pr Pr P Pf fr r Pr Pr 730 730nmnm 在光照條件下，植物體內(nèi)形成的光敏在光照條件下，植物體內(nèi)形成的光敏色素主要是色素主要是PfrPfr，當轉(zhuǎn)移到黑

36、暗中后，當轉(zhuǎn)移到黑暗中后，PfrPfr緩慢地轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛剞D(zhuǎn)變?yōu)镻rPr，Pfr PrPfr Pr的暗轉(zhuǎn)化約需的暗轉(zhuǎn)化約需8 81010小時，所以，在暗期中用閃光干擾，小時，所以，在暗期中用閃光干擾，這種轉(zhuǎn)化不能完成。這種轉(zhuǎn)化不能完成。 研究表明，開花激素的形成與研究表明，開花激素的形成與PfrPfr和和PrPr的比值有關。短日性植物要求較低的的比值有關。短日性植物要求較低的Pfr/PrPfr/Pr比值，才能引起開花激素的形成，這就需要比值，才能引起開花激素的形成，這就需要有一定長度的暗期，使有一定長度的暗期，使PrPr增多。增多。 而長日性植物則正好相反。而長日性植物則正好相反。 1 1、對營

37、養(yǎng)生長的影響、對營養(yǎng)生長的影響 光周期對植物營養(yǎng)生長有一定的影響光周期對植物營養(yǎng)生長有一定的影響（教材（教材P P3737），但對大多數(shù)植物營養(yǎng)生長的），但對大多數(shù)植物營養(yǎng)生長的影響不大。影響不大。 實際上，光周期主要是通過影響光合實際上，光周期主要是通過影響光合作用的時間從而影響植物的營養(yǎng)生長。作用的時間從而影響植物的營養(yǎng)生長。 2 2、對生殖生長的影響、對生殖生長的影響 光周期最明顯的作用就是對植物開花的光周期最明顯的作用就是對植物開花的誘導效應，而開花的早晚會對作物生長發(fā)育誘導效應，而開花的早晚會對作物生長發(fā)育及產(chǎn)量形成產(chǎn)生重要影響及產(chǎn)量形成產(chǎn)生重要影響（教材（教材P P38383939

38、）。 因此，可以通過人工控制作物的光周期因此，可以通過人工控制作物的光周期來達到生產(chǎn)的目的。來達到生產(chǎn)的目的。 表示某一植物品種在縮短或延長日照的表示某一植物品種在縮短或延長日照的情況下對開花結(jié)實的影響程度。情況下對開花結(jié)實的影響程度。 每種植物的不同品種雖屬于同一類型，每種植物的不同品種雖屬于同一類型，但對光照長短的要求仍有差別，有的甚至對但對光照長短的要求仍有差別，有的甚至對光長的反應已不明顯，這是不同品種長期適光長的反應已不明顯，這是不同品種長期適應各自產(chǎn)地生境的結(jié)果。應各自產(chǎn)地生境的結(jié)果。 例如例如水稻水稻。 水稻的感光性水稻的感光性 在滿足水稻生長發(fā)育所要求的溫度條件在滿足水稻生長發(fā)

39、育所要求的溫度條件前提下，在短日照條件下可使生育期縮短、前提下，在短日照條件下可使生育期縮短、在長日照條件下可使生育期延長的特性。在長日照條件下可使生育期延長的特性。 a a、對臨界光長的要求、對臨界光長的要求 一般地，感光性強的品種或植物，對臨界一般地，感光性強的品種或植物，對臨界光長的要求比較嚴格，而感光性弱的品種要求光長的要求比較嚴格，而感光性弱的品種要求不嚴格或不明顯。不嚴格或不明顯。 b b、感光系數(shù)或感光指數(shù)、感光系數(shù)或感光指數(shù) 指發(fā)育速度隨光照時數(shù)而變化的程度，指發(fā)育速度隨光照時數(shù)而變化的程度，即播種期相差一天，相應的生育期天數(shù)的即播種期相差一天，相應的生育期天數(shù)的差值。差值越大

40、，則表示該品種的感光性差值。差值越大，則表示該品種的感光性越強，反之則表示該品種的感光性越弱。越強，反之則表示該品種的感光性越弱。 試驗設試驗設8 8個點、個點、158158個品種、個品種、1515個播期，用個播期，用溫度相近但光長相差較大兩地同一品種在同一溫度相近但光長相差較大兩地同一品種在同一播期下的出穗天數(shù)之差與光長較長之地出穗天播期下的出穗天數(shù)之差與光長較長之地出穗天數(shù)之比的百分數(shù)作為出穗促進率。數(shù)之比的百分數(shù)作為出穗促進率。 出穗促進率大，則表示短日促進出穗的出穗促進率大，則表示短日促進出穗的作用大，稱為感光性強，反之稱為感光性弱。作用大，稱為感光性強，反之稱為感光性弱。感光性級別感

41、光性級別短日出穗促進率（短日出穗促進率（%）弱弱10.020.15.035.110.0中中410.115.0515.120.0620.130.0強強730.145.0845.160.09 60.0 1、作物引種、作物引種 光周期學說應用于作物引種時應注意：光周期學說應用于作物引種時應注意： （1）短日性作物的北方品種向南引種時，）短日性作物的北方品種向南引種時，由于光照變短，溫度升高，導致生育期縮短，由于光照變短，溫度升高，導致生育期縮短，可能出現(xiàn)早穗現(xiàn)象，穗小粒少。南方品種向北可能出現(xiàn)早穗現(xiàn)象，穗小粒少。南方品種向北引入時，由于光照變長，溫度降低，導致延遲引入時，由于光照變長，溫度降低，導致

42、延遲成熟，甚至不能抽穗開花。成熟，甚至不能抽穗開花。 （2 2）長日性作物的北方品種向南引種時，）長日性作物的北方品種向南引種時，一般延遲成熟。但南方溫度較高，生育期是否一般延遲成熟。但南方溫度較高，生育期是否延長，還要綜合考慮其光溫特性。延長，還要綜合考慮其光溫特性。 而南方品種向北引入時，一般提早成熟，而南方品種向北引入時，一般提早成熟，但北方溫度較低，發(fā)育速度減慢，生育期是否但北方溫度較低，發(fā)育速度減慢，生育期是否縮短也應綜合考慮。縮短也應綜合考慮。 （3 3）緯度和海拔相近地區(qū)相互間引種，）緯度和海拔相近地區(qū)相互間引種，光溫條件大致相似，較易成功。光溫條件大致相似，較易成功。 （4 4

43、）同一地區(qū)平原與高原間相互引種，）同一地區(qū)平原與高原間相互引種，光照條件沒有變化，其延長或縮短生育期的光照條件沒有變化，其延長或縮短生育期的日數(shù)，決定于高度差引起的溫度變化。日數(shù)，決定于高度差引起的溫度變化。 （5 5）同一地區(qū)早中稻作晚稻種植時，提早）同一地區(qū)早中稻作晚稻種植時，提早成熟，而晚稻早播時，延遲成熟。成熟，而晚稻早播時，延遲成熟。 因此在雙季稻區(qū)，早稻可用作晚稻栽培，因此在雙季稻區(qū)，早稻可用作晚稻栽培，而晚稻不能用作早稻栽培。而晚稻不能用作早稻栽培。 雜交育種常因親本花期不一，給育種雜交育種常因親本花期不一，給育種工作帶來困難。工作帶來困難。 而采用人工光照處理可解決這一問題。而

44、采用人工光照處理可解決這一問題。 如早稻和晚稻雜交育種時，可在晚稻如早稻和晚稻雜交育種時，可在晚稻秧苗秧苗47葉期進行遮光處理，促使其提早葉期進行遮光處理，促使其提早開花以便和早稻進行雜交授粉，培育新品開花以便和早稻進行雜交授粉，培育新品種。種。 利用中國氣候多樣的特點，可進利用中國氣候多樣的特點，可進行作物的跨區(qū)繁育：短日植物水稻和行作物的跨區(qū)繁育：短日植物水稻和玉米可在海南島加快繁育種子，一年玉米可在海南島加快繁育種子，一年內(nèi)可繁殖內(nèi)可繁殖23代，加速育種進程，縮代，加速育種進程，縮短育種年限。短育種年限。 了解光照長度對植物的影響，對防御了解光照長度對植物的影響，對防御農(nóng)業(yè)氣象災害也有作

45、用。農(nóng)業(yè)氣象災害也有作用。主要是躲。主要是躲。 利用作物長、短日照特性，可以促進利用作物長、短日照特性，可以促進人們所需要的營養(yǎng)器官的發(fā)育而提高產(chǎn)量。人們所需要的營養(yǎng)器官的發(fā)育而提高產(chǎn)量。主要是延長生育期。主要是延長生育期。 對以收獲營養(yǎng)體為主的作物，可以通對以收獲營養(yǎng)體為主的作物，可以通過控制光周期抑制其開花。如短日植物過控制光周期抑制其開花。如短日植物麻類，南種北引可推遲開花，增加植物麻類，南種北引可推遲開花，增加植物高度，提高纖維產(chǎn)量和質(zhì)量等。高度，提高纖維產(chǎn)量和質(zhì)量等。 花卉栽培中，光周期的人工控制可以促進或花卉栽培中，光周期的人工控制可以促進或延遲開花。如短日植物菊花，用遮光縮短光照

46、時延遲開花。如短日植物菊花，用遮光縮短光照時間的辦法，可以從十月份提前至六、七月間開花；間的辦法，可以從十月份提前至六、七月間開花；若在短日來臨之前，人工補充延長光照時間或進若在短日來臨之前，人工補充延長光照時間或進行暗期間斷，則可推遲開花。對于長日性的花卉，行暗期間斷，則可推遲開花。對于長日性的花卉，如杜鵑、山茶花等，人工延長光照或暗期間斷，如杜鵑、山茶花等，人工延長光照或暗期間斷，可提早開花?？商嵩玳_花。 一、光強與光合作用一、光強與光合作用 二、植物群體的光合產(chǎn)量二、植物群體的光合產(chǎn)量 三、光照強度對植物生長發(fā)育的影響三、光照強度對植物生長發(fā)育的影響 1 1、光強與光合作用的關系、光強與

47、光合作用的關系 光合作用是植物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的光合作用是植物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎，而沒有光便沒有光合作用。物質(zhì)基礎，而沒有光便沒有光合作用。 因此，光強對植物生長發(fā)育的影響主要因此，光強對植物生長發(fā)育的影響主要是通過對光合作用強度的影響來體現(xiàn)的。是通過對光合作用強度的影響來體現(xiàn)的。 重要性：重要性： 研究光強對光合作用的影響以及光強研究光強對光合作用的影響以及光強與光合作用的關系，對建立作物數(shù)值模擬與光合作用的關系，對建立作物數(shù)值模擬模式尤為重要，同時，也是估算作物群體模式尤為重要，同時，也是估算作物群體光能利用率及作物光能生產(chǎn)潛力的基礎。光能利用率及作物光能生產(chǎn)潛力的基礎。 光合

48、速度光合速度(mgCO(mgCO2 2/dm/dm2 2h)h)6050 C4植物植物4030 C3植物植物2010 0 20 40 60 80 光強度（千勒克司）光強度（千勒克司） 圖圖2.2 2.2 光對單葉光合作用的直接影響光對單葉光合作用的直接影響光光合合 葉面積系數(shù)葉面積系數(shù)作作用用 大大 中中 小小 光強度光強度 圖圖2.3 不同葉面積系數(shù)的光不同葉面積系數(shù)的光-光合作用示意圖光合作用示意圖6060 光合速度光合速度(mgCO(mgCO2 2/dm/dm2 2h)h)50 50 玉米玉米40 40 水稻水稻 大豆大豆30 30 小麥小麥20 20 鴨茅鴨茅10 10 櫸櫸 0 0

49、20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 光強度（千勒克司）光強度（千勒克司）圖圖2.4 2.4 各種植物的光各種植物的光- -光合作用曲線（光合作用曲線（COCO2 2濃度濃度0.03%0.03%） 植物的光合作用強度在很大程度上植物的光合作用強度在很大程度上決定于光照強度。決定于光照強度。 光強與光合作用關系會因植物群體光強與光合作用關系會因植物群體的繁茂程度而有明顯差異。的繁茂程度而有明顯差異。 不同的植物光不同的植物光光合作用曲線不盡光合作用曲線不盡相同。相同。 (1) (1) 光飽和點光飽和點 在一定的光照強度范圍內(nèi)，光合作用強度隨在一定的光照強度范圍內(nèi)，光合作

50、用強度隨光強的增強而增強。當光強達到一定的強度后，光強的增強而增強。當光強達到一定的強度后，光合作用強度不再相應地增強，而是趨近于一條光合作用強度不再相應地增強，而是趨近于一條漸近線，這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象。漸近線，這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象。 這個光強的臨界點稱為光飽和點。這個光強的臨界點稱為光飽和點。6060 光合速度光合速度(mgCO(mgCO2 2/dm/dm2 2h)h)50 50 玉米玉米40 40 水稻水稻 大豆大豆30 30 小麥小麥20 20 鴨茅鴨茅10 10 櫸櫸 0 0 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 光強度（千勒克司）光強度（千勒克司）圖圖

51、2.4 2.4 各種植物的光各種植物的光- -光合作用曲線（光合作用曲線（COCO2 2濃度濃度0.03%0.03%） 若光強高于光飽和點，不僅不會使植物若光強高于光飽和點，不僅不會使植物光合作用強度增強，反而會導致葉溫升高、光合作用強度增強，反而會導致葉溫升高、氣孔關閉，葉綠素鈍化、分解、破壞及植物氣孔關閉，葉綠素鈍化、分解、破壞及植物組織灼傷，使光合作用強度下降。組織灼傷，使光合作用強度下降。 所以在實際測量時光強過高時光所以在實際測量時光強過高時光光合光合作用曲線會呈拋物線狀。作用曲線會呈拋物線狀。 （2 2）光補償點）光補償點 植物的光合作用強度和呼吸作用強度達到植物的光合作用強度和呼

52、吸作用強度達到相等時的光強值稱為光補償點。相等時的光強值稱為光補償點。 在此光強下，光合作用制造的產(chǎn)物與呼吸在此光強下，光合作用制造的產(chǎn)物與呼吸作用消耗的產(chǎn)物相等；或者說同一葉片在同一作用消耗的產(chǎn)物相等；或者說同一葉片在同一時間內(nèi)，光合過程吸收的時間內(nèi)，光合過程吸收的COCO2 2和呼吸過程放出的和呼吸過程放出的COCO2 2等量。等量。 當光強在光補償點以上，植物可以積累當光強在光補償點以上，植物可以積累有機物質(zhì)。當光強處于補償點時，植物沒有有機物質(zhì)。當光強處于補償點時，植物沒有干物質(zhì)積累。而長期處于光補償點以下時，干物質(zhì)積累。而長期處于光補償點以下時，植物的干物質(zhì)積累小于支出時，植物便會因

53、植物的干物質(zhì)積累小于支出時，植物便會因饑餓而生長不良甚至死亡。饑餓而生長不良甚至死亡。 不同植物（喜陰、喜陽、不同植物（喜陰、喜陽、C C3 3、C C4 4），），同一植物的不同品種，同一品種不同發(fā)育期同一植物的不同品種，同一品種不同發(fā)育期及不同部位的葉片光飽和點和光補償點不同。及不同部位的葉片光飽和點和光補償點不同。 光飽和點和光補償點還因溫度、水分、光飽和點和光補償點還因溫度、水分、COCO2 2濃度等因子的不同而變化。濃度等因子的不同而變化。 群體光飽和點和光補償點均高于單葉。群體光飽和點和光補償點均高于單葉。 1 1、單葉光合作用與光強的關系、單葉光合作用與光強的關系 根據(jù)實測資料，

54、植物單葉的光合作用強度根據(jù)實測資料，植物單葉的光合作用強度隨著光強的變化呈直角雙曲線型，其關系可用隨著光強的變化呈直角雙曲線型，其關系可用下式表示：下式表示： 式中，式中，P P為光合作用強度（為光合作用強度（mgCOmgCO2 2/dm/dm2 2.h.h），），I I為為光的強度，光的強度，a a、b b為常數(shù)。為常數(shù)。1b IPa I 當當II，Pb/aPb/a；顯然顯然b/ab/a為光合作用為光合作用強度的極限值，也就是說強度的極限值，也就是說 ，b/ab/a是光飽和點時是光飽和點時的光合作用強度。的光合作用強度。 當當I0I0時，時，P/IbP/Ib；顯然顯然 b b為光為光光合光合

55、作用曲線起點（作用曲線起點（I=0I=0）處的斜率。處的斜率。 因此因此a a、b b值可通過試驗獲得的資料，繪制值可通過試驗獲得的資料，繪制成成P-IP-I圖，用上述的生物學意義來確定。圖，用上述的生物學意義來確定。 當然，不同的作物、同一作物不同發(fā)育期當然，不同的作物、同一作物不同發(fā)育期以及環(huán)境條件不同，以及環(huán)境條件不同，a a、b b值亦不同。值亦不同。 晴天條件下，一般是中午的光合作用的晴天條件下，一般是中午的光合作用的強度大于早晚。強度大于早晚。但若夏天光強過強且伴有高溫，但若夏天光強過強且伴有高溫，則中午會出現(xiàn)光合作用減弱，即則中午會出現(xiàn)光合作用減弱，即 “午休午休”現(xiàn)象，現(xiàn)象，但

56、并非每種作物都有但并非每種作物都有“午休午休”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 在同樣光強下，陰天光合作用強度大于在同樣光強下，陰天光合作用強度大于晴天。晴天。因為陰天的太陽輻射主要以散射光為主，因為陰天的太陽輻射主要以散射光為主，散射光穿透能力比直射光強，葉片吸收光能多。散射光穿透能力比直射光強，葉片吸收光能多。 由于云的變化、葉片的相互遮擋和風由于云的變化、葉片的相互遮擋和風引起的葉片擺動，均會造成引起的葉片擺動，均會造成同一植株上不同同一植株上不同葉片甚至是同一葉片上不同部位的葉片甚至是同一葉片上不同部位的光強不同，光強不同，光質(zhì)也不同，從而導致其光質(zhì)也不同，從而導致其光合作用強度不同。光合作用強度不同。

57、將群體內(nèi)光強的垂直分布模型即門司將群體內(nèi)光強的垂直分布模型即門司佐伯佐伯公式代入單葉光合作用強度公式中，并考慮植物公式代入單葉光合作用強度公式中，并考慮植物的呼吸作用，就可得到一定光強下任意一層葉面的呼吸作用，就可得到一定光強下任意一層葉面的凈光合強度計算公式：的凈光合強度計算公式： 式中，式中，P P、a a、b b、I I0 0、k k、F F的含義同前，的含義同前，r r為單位為單位葉面積的呼吸作用強度。葉面積的呼吸作用強度。1b IPra I凈001k Fk Fb Iera Ie 整個群體的凈光合強度就是各層葉面積光合整個群體的凈光合強度就是各層葉面積光合作用強度的總和，即作用強度的總

58、和，即: : 這便是群體凈光合強度公式之一，亦稱門司這便是群體凈光合強度公式之一，亦稱門司公式。當然，這仍然是一個假定的公式。公式。當然，這仍然是一個假定的公式。0000000()1ln (1) |1ln ()1kFFkFkFFkFb I eprd Fa I eba I erFa ka IbrFa ka I e 凈 現(xiàn)象現(xiàn)象光光合合 P P呼呼吸吸 P P凈凈凈凈生生 R R產(chǎn)產(chǎn) 最適葉面積系數(shù)最適葉面積系數(shù) 圖圖2.2.5 5 葉面積系數(shù)與光合作用的關系葉面積系數(shù)與光合作用的關系 定義定義 群體凈生產(chǎn)率達到最大值時的葉面積指數(shù)群體凈生產(chǎn)率達到最大值時的葉面積指數(shù)稱為稱為最適葉面積指數(shù)。最適葉

59、面積指數(shù)。此時，群體最下部葉片此時，群體最下部葉片的光合作用與呼吸作用完全抵消。的光合作用與呼吸作用完全抵消。 計算公式計算公式0212lnIbaroptkrF 上式中，上式中，r r可以通過實測確定，可以通過實測確定，a a、b b則由則由葉片光合特性所決定，主要是葉片光合特性所決定，主要是F F與與k k能夠有一個能夠有一個合適的比例關系。合適的比例關系。 實測結(jié)果實測結(jié)果 一般，大田作物在封行后的最適葉面積一般，大田作物在封行后的最適葉面積指數(shù)在指數(shù)在3 35 5之間。之間。 光光光合作用之間的這種雙曲線關系，光合作用之間的這種雙曲線關系，現(xiàn)已廣泛應用。但光合作用還受溫度、現(xiàn)已廣泛應用。

60、但光合作用還受溫度、COCO2 2濃度、水分等其它環(huán)境條件的影響，因此在濃度、水分等其它環(huán)境條件的影響，因此在進行數(shù)值模擬時，應加以考慮。進行數(shù)值模擬時，應加以考慮。 1 1、光照強度對植物生長的影響、光照強度對植物生長的影響 （1 1）實驗觀測結(jié)果）實驗觀測結(jié)果 表表2.9 2.9 不同光強對小麥干物重的影響不同光強對小麥干物重的影響遮遮 光光處處 理理總干重總干重（克（克/M/M2 2）各部分所占百分數(shù)各部分所占百分數(shù)根根莖葉莖葉籽粒籽粒對照對照7807805 56363323230%30%6006003 36363343460%60%3803803 36666313190%90%9090