積光儀記錄光照強(qiáng)度對(duì)植物光合作用影響的研究進(jìn)展

PAGE托普儀器——致力于中國(guó)農(nóng)業(yè)儀器的發(fā)展積光儀記錄光照強(qiáng)度對(duì)植物光合作用影響的研究進(jìn)展強(qiáng)光有利于作物生殖器官的發(fā)育。相對(duì)的弱光有利于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。利用浙江托普儀器的積光儀可以有效的監(jiān)測(cè)光照強(qiáng)度的變化情況。我們知道，多云的天氣條件，對(duì)以植物營(yíng)養(yǎng)器官為收獲對(duì)象的作物有利；晴朗的天氣條件，對(duì)以果實(shí)或籽粒為收獲物的作物有利。試驗(yàn)證明，在強(qiáng)光下，小麥可分化更多的小花，在弱光下，小花分化減少。強(qiáng)光還有利于黃瓜雌花增加，雄花減少。而弱光則使棉花營(yíng)養(yǎng)體徒長(zhǎng)，落花嚴(yán)重，果實(shí)已形成的花芽可能退化，開(kāi)花期和幼果期遇到長(zhǎng)期光照不足，會(huì)導(dǎo)致果實(shí)發(fā)育停滯甚至落果。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著科研人員對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)研究光度的加深，也隨著一些現(xiàn)代技術(shù)與農(nóng)業(yè)技術(shù)的結(jié)合，使得農(nóng)業(yè)研究獲得質(zhì)的提升，諸如對(duì)農(nóng)作物光照積累的研究，得出很多至關(guān)重要的結(jié)論，積光儀對(duì)于這些成就來(lái)說(shuō)功不可沒(méi)，下面我們一起看下積光儀的儀器特點(diǎn)：積光儀由浙江托普儀器研發(fā)生產(chǎn)制造，主要型號(hào)是JGY-Ⅲ-C！JGY-Ⅲ-C積光儀可全天候記錄光照的變化，可顯示最高/最低光合有效輻射強(qiáng)度、有效光能積累值、太陽(yáng)總輻射能量等參數(shù)，是研究作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)與光能利用間的關(guān)系的好助手。積光儀廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科研，為進(jìn)行光能資源調(diào)查，研究作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)與光能利用間的關(guān)系，有利于總結(jié)合理安排作物茬口、布局，經(jīng)濟(jì)利用光能的豐產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的光能測(cè)量。全天候記錄光照的變化，可正點(diǎn)定時(shí)或自由設(shè)定間隔時(shí)間采集光照信息，顯示日、旬、月、季、年平均、最高/最低光合有效輻射強(qiáng)度、有效光能積累值、太陽(yáng)總輻射能量。1.積光儀采用了半導(dǎo)體光電元件組成的感應(yīng)探頭，光譜范圍寬，完全滿(mǎn)足生物群體在光合作用中所吸收的光譜(生理幅射)。光電轉(zhuǎn)換效率較高，在探頭內(nèi)還配制了溫度補(bǔ)償元件，安裝在隔溫隔濕能力較強(qiáng)的白色多層密封裝置中，大大地減少了溫度等影響，提高了準(zhǔn)確度與穩(wěn)定性。為了延長(zhǎng)探頭內(nèi)光電元件的壽命和改善接受光照的方向性，在探頭中附加了中性濾光片、乳白濾光片和水準(zhǔn)儀。2.積光儀的脈沖觸發(fā)電路振蕩頻率較高，使脈沖計(jì)數(shù)頻率得到了相應(yīng)的提高，從而大大地提高了儀器的靈敏度和準(zhǔn)確度。3.積光儀的計(jì)數(shù)器采用MOS集成電路六位十進(jìn)制。數(shù)據(jù)由六位螢光數(shù)字管顯示，數(shù)位多，輸入阻抗大，無(wú)誤差，顯示明晰，穩(wěn)定性較好，精度高。<BR>該數(shù)字積光儀是一種新型的光電測(cè)光儀器，本機(jī)研制成功后，經(jīng)上海計(jì)量測(cè)試管理局進(jìn)行測(cè)試，溫州氣象臺(tái)、農(nóng)科所和農(nóng)村科技網(wǎng)基點(diǎn)等部門(mén)使用后，效果理想，反映良好，深受歡迎。JGY-Ⅲ-C積光儀1

光照強(qiáng)度對(duì)園藝植物單葉光合作用的影響l.1

光照強(qiáng)度對(duì)園藝植物單葉光合特性的影響植物光合作用的研究多集中在單個(gè)葉片的水平上，迄今為止人們已經(jīng)對(duì)黃瓜、番茄、辣椒、西葫蘆、大白菜、生姜、石斛、大蒜、甜瓜、牡丹、油桃、西瓜、匙葉天南星、香椿、萵苣、山茶花、唐菖蒲、草莓、茄子等多種園藝植物單個(gè)葉片的光合作用進(jìn)行過(guò)比較系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明園藝植物光合作用對(duì)光強(qiáng)的響應(yīng)表現(xiàn)為在黑暗中葉片不進(jìn)行光合作用，通過(guò)呼吸作用釋放CO2隨著光照強(qiáng)度的增大，光合速率相應(yīng)增大，當(dāng)達(dá)到某一光照強(qiáng)度值時(shí)，葉片的光合速率等于呼吸速率，此時(shí)光照強(qiáng)度即為光補(bǔ)償點(diǎn)(Lightcompensationpoint)，在低光照強(qiáng)度時(shí)，光合速率會(huì)隨著光照強(qiáng)度的增大而增大，當(dāng)光強(qiáng)增加到達(dá)某一強(qiáng)度時(shí)，光合速度不再增加，此時(shí)的光照強(qiáng)度即為光飽和點(diǎn)(Lightsaturationpoint)，若光強(qiáng)進(jìn)一步升高，則會(huì)發(fā)生光抑制，光合速率反而下降，雖然園藝植物單葉光強(qiáng)光合曲線(xiàn)總體趨勢(shì)相似，但不同植物之間仍存在一定差別，其中光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)存在很大的差異，總體上講，光補(bǔ)償點(diǎn)高的植物一般光飽和點(diǎn)也高，對(duì)于光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)來(lái)說(shuō)草本植物要高于木本植物，陽(yáng)生植物要高于陰生植物，C4植物要高于C3植物，因此，光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)可以作為植物需光特性的主要指標(biāo)，用來(lái)衡量需光量，但同種植物的光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)也不是固定不變的，它們會(huì)隨外界條件的變化而變動(dòng)，例如，當(dāng)CO2，濃度增高或溫度降低時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)會(huì)降低；而當(dāng)CO2，濃度提升時(shí)，光飽和點(diǎn)則會(huì)升高。葉用萵苣的光合作用日變化因其在不同的栽培季節(jié)中光環(huán)境差異而不同，在夏秋季高光強(qiáng)條件下，葉用萵苣的光合作用有明顯的“午休”現(xiàn)象，光合作用日變化呈雙峰曲線(xiàn)，而在冬季弱光條件下不出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，光合作用呈單峰曲線(xiàn)，王志強(qiáng)等也發(fā)現(xiàn)，由于保護(hù)地條件下出現(xiàn)光照強(qiáng)度要比露地條件下的低，因而油桃光合作用的第一次峰值要比露地條件下出現(xiàn)得早，且一日內(nèi)出現(xiàn)3次高峰，“午休”現(xiàn)象不明顯。4

光照強(qiáng)度對(duì)光合產(chǎn)物運(yùn)輸和分配的影響包括園藝植物在內(nèi)的高等植物的同化物運(yùn)輸分配實(shí)際是植物體本身源、流、庫(kù)相互協(xié)調(diào)的結(jié)果源強(qiáng)度只影響同化物分配給庫(kù)的數(shù)量，但不影響同化物在庫(kù)間的分配比例源強(qiáng)度的影響可能主要在個(gè)體發(fā)育方面，而其長(zhǎng)遠(yuǎn)的結(jié)果則是影響庫(kù)器官的數(shù)目，從而促使更多干物質(zhì)分配到果實(shí)或種子，這是對(duì)光合同化物分配的間接效應(yīng)，而不是直接效應(yīng)，其原因主要在于源強(qiáng)度對(duì)光合產(chǎn)物分配進(jìn)行粗調(diào)控而不是細(xì)調(diào)控，另外，庫(kù)源關(guān)系隨生長(zhǎng)階段也可轉(zhuǎn)換，從而影響物質(zhì)分配，如幼嫩葉片是典型的庫(kù)，當(dāng)生長(zhǎng)為成熟葉片時(shí)則變?yōu)樵矗参矬w源流庫(kù)本身特性外，仍有一些外界因素通過(guò)對(duì)源、流、庫(kù)相互間的協(xié)調(diào)關(guān)系而顯著影響同化物的運(yùn)輸分配，其中光照強(qiáng)度對(duì)不同植物同化物的運(yùn)輸和分配會(huì)產(chǎn)生不同的影響，如馬鈴薯、罌粟等植物在缺乏光照時(shí)能大量外運(yùn)同化物；而豌豆、蠶豆、菜豆等植物，光照則對(duì)其同化物外運(yùn)有積極作用，在曝光試驗(yàn)中，光能C-同化物由葉子外運(yùn)的速度急劇增加，別之龍?jiān)芯堪l(fā)現(xiàn)，弱光一方面降低了辣椒葉片的光合速率，減少了葉片制造的光合產(chǎn)物數(shù)量；另一方面弱光處理減慢了光合產(chǎn)物運(yùn)轉(zhuǎn)速度，降低了光合產(chǎn)物向花器官的分配率，花器官因得不到足夠的有機(jī)養(yǎng)料供應(yīng)而脫落馬國(guó)成等研究發(fā)現(xiàn)，在弱光條件下黃瓜葉片光合產(chǎn)物的輸出及其向果實(shí)中的分配比例明顯減少，而向莖中的分配比例增加，除光強(qiáng)外，光波長(zhǎng)對(duì)同化物分配也有影響，對(duì)小蘿卜來(lái)說(shuō)，紅光使同化物更多分配到莖和葉柄，而藍(lán)光刺激同化物更多地運(yùn)向下胚軸在高光強(qiáng)下，CO2濃度較高時(shí)，不僅光合增強(qiáng)，而且同化物從葉子的輸出也增加，兩者增加幅度相當(dāng)。光照強(qiáng)度是影響園藝植物光合作用的重要生態(tài)因子，但迄今為止多數(shù)研究仍集中在揭示現(xiàn)象上，由于試驗(yàn)方法不同，且存在生物因素(如作