提高農(nóng)作物光能利用率的方法

提高農(nóng)作物光能利用率的方法提高農(nóng)作物光能利用率的方法姓名（單位，地點郵編）摘要提高農(nóng)作物光能利用率，是當(dāng)前農(nóng)業(yè)研究的一個重要課題，其對于農(nóng)作物增產(chǎn)有重要意義。本文介紹了影響光能利用率的因素、光能利用率與農(nóng)作物的產(chǎn)量的關(guān)系以及提高光能利用率的方法。關(guān)鍵詞：光能利用率；影響因素；農(nóng)作物；提高途徑目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要2\o"CurrentDocument"目錄3\o"CurrentDocument"前言4\o"CurrentDocument"一、光能利用率與農(nóng)作物的關(guān)系4\o"CurrentDocument"二、影響光能利用率的因素4（一）光41、光量.4\o"CurrentDocument"2、光時（光照的時間）.5\o"CurrentDocument"3、光質(zhì)5（二）光照強度5（三）作物本身特點5（四）外界因素6\o"CurrentDocument"1、溫度52、叫濃度52\o"CurrentDocument"3、水分6\o"CurrentDocument"4、不利自然環(huán)境6\o"CurrentDocument"5、礦質(zhì)營養(yǎng)6\o"CurrentDocument"三、提高光能利用率的途徑6（一）增加葉面積指數(shù)6（二）合理密植7（三）間、套、復(fù)種7（四）培育優(yōu)質(zhì)品種7（五）合理灌溉和施肥加強管理7（六）提高葉綠體的光和效能7前言農(nóng)作物進(jìn)行光合作用，制造有機物必不可缺的能量是太陽光能，他直接影響農(nóng)作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量的高低，是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)。因此，如果能提高農(nóng)作物利用太陽光能進(jìn)行光合作用的能力或者根據(jù)影響光能利用率的因素來提高農(nóng)作物的光能利用率對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要的意義。一、光能利用率與農(nóng)作物的關(guān)系光能利用率是作物光合作用中所貯存的能量占其所在范圍吸收能量的百分比。也就是單位面積土地上農(nóng)作物進(jìn)行光合作用產(chǎn)生的有機物所含的能量與這塊土地所吸收的太陽光能之比的值。［1］由此可知光能利用率和光合作用有著密不可分的關(guān)系，光合作用是植物的綠色部分，主要葉片中葉肉細(xì)胞中的葉綠體吸收光能，將空氣中的二氧化碳和水造成碳水化合物和其他有機物，同時把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，這就是植物的光和效應(yīng)，這是一個轉(zhuǎn)化能量，固定能量的復(fù)雜過程。單位土地面積上植物產(chǎn)量的高低，決定于利用光能的多少，而光能潛力的大小，有決定于各地光能的質(zhì)量和數(shù)量。理論上光能轉(zhuǎn)化率最高為20%~25%，但在自然條件下生長的植物或栽培的作物，光能利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該值，不到1%。［2］光能利用潛力很大，根據(jù)理論推算，作物的光能利用率可以達(dá)到4%~5%，但作物對光能利用率很低，只有0?5%~2%。［3］二、影響光能利用率的因素導(dǎo)致光能利用率低的原因很多，總的來說分為光本身特點，其次作物本身特征，還有外界環(huán)境的變化等都導(dǎo)致光和效率降低。（一）光光是光合作用的能量來源，也是葉綠素形成的條件。［4］光本身有光量，光時、還有光質(zhì)都能影響光能利用率。1、光量我國屬太陽能資源豐富的國家之一，全國總面積2/3以上地區(qū)年日照時數(shù)大于2000小時，年輻射量在5000MJ/m2以上。據(jù)統(tǒng)計資料分析，中國陸地面積每年接收的太陽輻射總量為3.3X103?8.4X103MJ/m2，相當(dāng)于2.4X104億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的儲量。⑸但地區(qū)分布不夠理想，水熱資源充沛的地方光量少，而水熱資源不足的地方卻光量較多，水資源限制光資源的充分利用。然而我國光熱水資源同季，季節(jié)搭配好，生長期短的地區(qū)光強較大，光強弱的地區(qū)生長期較長，光熱互補，使全國各地可以獲得較高的光量。在水分條件滿足下，光量較多。植物能夠吸收較多光能利用率較高，反之，光能利用率較低。2、光時（光照的時間）光照時間的長短是光合作用強度的影響因素之一。⑹在溫度適當(dāng)?shù)臈l件下，光照時間長，光合作用也增強。光能有效輻射也增強，光能利用率提高，反之，降低。3、光質(zhì)光質(zhì)或光譜組成是光的重要屬性，可見光譜的波長范圍是380~780nm。波長短于380nm的光為紫外光，長于780nm的光為遠(yuǎn)紅外光。在自然環(huán)境中，照到植物上的光譜組成是在不斷變化的，陰天藍(lán)光多，晴天的早晨和傍晚紅光較多，中午時光照很強且為白色，忽晴忽陰的天氣，光譜組分更是變化多端。⑺目前，隨著大氣臭氧濃度的不斷減少，地表接受的紫外輻射量不斷增加，光質(zhì)已成為影響植物光合作用的一個重要因素。⑻（二）光照強度（1）在一定范圍內(nèi)，植物的光合強度隨著光照強度的增加而上升，當(dāng)光照強度達(dá)到最大值時，此后即使光照強度繼續(xù)增加，上升到某一數(shù)值之后，光合強度不再繼續(xù)提高時的光照度值為光飽和點。（2）當(dāng)達(dá)到光飽和點后仍繼續(xù)增加光照，有些植物的光合強度不僅不會增加反而會下降，這種現(xiàn)象稱為光抑制現(xiàn)象。光照強度超過作物光飽和點以上的部分，不能被作物吸收利用，作物的光能利用率就隨著光照強度的增加而下降。（三）作物本身特點（1）作物生長初期，葉片面積小，覆蓋率小，很大一部分陽光宣射到地面上而損失?？盏孛娣e越大，光能損失越多，作物得到的總輻射就越少。例如水稻初期植株較小，日光大部分漏到地面而損失，降低了水稻光能利用率（2）C植物高于C植物的光和效率C4植切的CO補廖點和CO飽和點均低于C3植物。C4植物存在“CO2泵”，2口C植物固定CO的能力強于C植物C4植物光和在蠡管束鞘細(xì)胞南進(jìn)行。有利于光合產(chǎn)物的就近運輸，防止淀4粉積累影響光和。而C植物光合在葉肉細(xì)胞中進(jìn)行，淀粉積累影響光和。3C植物更耐高溫，在干旱環(huán)境中，由于缺水葉片氣孔關(guān)閉，C02供應(yīng)不足，C植物對CO親和力大于C植物，光和速率更高。2423

（四）外界因素1、溫度溫度過高或過低影響酶的活性。溫度過高，作物根系吸取的水分不能滿足其蒸騰的消耗，葉片綠色部分的氣孔就會不同程度的關(guān)閉，光合作用得不到足夠的C0原料合成有機物，光合作用的速率就會下降，甚至停止。22、C0,濃度2二氧化碳是作物光合作用的主要原料，空氣中的二氧化碳含量降低，光合作用下降，降低利用率。在一天中，日出時，二氧化碳濃度低，到午前二氧化碳濃度較高，光合作用較強，到午后，二氧化碳濃度再次上升，光合作用降低。傍晚，光合作用上升比較慢，比午后強。3、水分水分是植物的主要組成部分，也是綠色植物進(jìn)行光合作用的基礎(chǔ)原料之一。缺少水分會降低作物光合作用，主要是由于葉面積減小且光和場所受損造成的，并與葉片早衰、產(chǎn)量降低想聯(lián)系。缺水時，植物會通過關(guān)閉氣孔影響細(xì)胞水分狀況及二氧化碳進(jìn)入量。隨著葉片水分散失和相對含水量下降，氣孔開度減小，二氧化碳進(jìn)入量減小，光合作用就會收到抑制。⑼作物的光能利用率降低。4、不利自然環(huán)境由于各種原因引起旱澇，病蟲害等。旱澇影響光時間。病蟲害導(dǎo)致植物大量葉片受損，光合作用的面積減小，影響光合作用的進(jìn)行。5、礦質(zhì)營養(yǎng)氮、鎂、鐵、錳、磷、鉀、硼、鋅等元素都會直接或間接對光合作用產(chǎn)生影響。肥料不足或施用不當(dāng)，會影響光合作用正常進(jìn)行或使葉片早衰。合理施肥能夠為作物光合作用提供充足的原料和能量因子，深層次施肥增加作物各個時期葉肉細(xì)胞中葉綠素含量，提高光合作用率。鑒于上述原因?qū)е鹿饽芾寐势?，所以在能也生產(chǎn)中，我們能提高光能利用率的途徑也很多。劉巽浩認(rèn)為“在目前條件下，從光合面積與光和時間上著手提高光能利用率，是較為可靠而有效的途徑。”[10]三、提高光能利用率的途徑（一）增加葉面積指數(shù)匹1=（一）增加葉面積指數(shù)匹1=葉片是植物進(jìn)行光合作用的最主要器官，合理的葉面積是提高作物光能利用率的關(guān)鍵因素。研究表明，氮對葉面積指數(shù)的影響很大。［11］因此需根據(jù)作物不同生長時期對氮肥的需求不同，合理安排氮肥形態(tài)及基肥與追肥的比例。［12］（二）合理密植葉面積指數(shù)與群體密度密切相關(guān)。目前農(nóng)作物光能利用率不高主要表現(xiàn)在中、低產(chǎn)田，其主要原因是土壤瘠薄，種植密度小，農(nóng)田漏光、透光損失大。網(wǎng)所以，合理密植可協(xié)調(diào)群體與個體之間的關(guān)系。一般情況下，群體的葉面積指數(shù)隨著種植密度的增加而增加，從而光能的利用率提高。（三）間、套、復(fù)種間、套、復(fù)種可以更加有效的利用作物可以播種到形成足夠大的葉面積期間的光能；并且可以充分發(fā)揮邊際效應(yīng)，特別是高桿和矮桿作物的間、套、復(fù)種。通過間套作和復(fù)種，使田間作物有高桿與矮桿互相間隔、寬行與窄行互相間隔，從而使作物密度增大，葉面積增大，增加了直接光照面積。根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦?，合理安排作物行向、行距，提高光能利用率。（四）培育?yōu)質(zhì)品種選用生育期短、光合作用能力高、呼吸消耗低、葉面積適當(dāng)、葉片分布合理、葉片較短較直立、適合密植、抗倒伏的品種栽培。較矮的基桿可以減少呼吸消耗，有利于光和產(chǎn)物的積累；葉片分布合理、葉片較短并直立可以使作物群體上下層均勻受光，并使頁面反射出來的光，折向群體內(nèi)部，供給其他葉片吸收。（五）合理灌溉和施肥加強管理進(jìn)行合理施肥、灌溉、及時進(jìn)行中耕除草、防治病蟲害等，能提高光合作用，減少呼吸消耗并可以使光合產(chǎn)物更多的運到產(chǎn)品器官內(nèi)，采用整枝、修剪、去老葉等措施改善通風(fēng)透光條件。調(diào)節(jié)溫度增強酶活性，延長葉片的功能期，提高光能利用率。［14］（六）提高葉綠體的光和效能抑制光的呼吸作用,增強二氧化碳濃度,利用人造光源補充田間光照等等，都可提高光合效能。之外，還可用調(diào)節(jié)播種時間,改變光照時段的方法,延遲作物衰老,有效地增加產(chǎn)品的收獲量。參考文獻(xiàn)徐學(xué)華.作物光能利用率的影響因素及提高途徑[J]?江蘇:鹽城生物工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，2011,(19)：127~128解鋒.論提高光能利用率的途徑[J].陜西：楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2008,(1)：144~145江貴波.淺談如何提高作物光能利用率[J]?廣東：廣東省揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2007,(9)：134~135邱思靖暉，蔡斯杰，程啟東.淺談生產(chǎn)實踐上提高植物光合效率的方法[J].福建:福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，2017,(9)：89~91馬月.我國太陽能資源分布概述[J]?2014袁有平，劉林軍，楊代衛(wèi).如何理解光照的長短與光合作用強度的關(guān)系[J].江西:余江縣第一中學(xué)，2015,(5)：72劉賢德馬為民沈允鋼，植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報[N].上海中科院上海生命科學(xué)院植物生理生態(tài)研究所中國植物生理學(xué)會.200632(2):127-132鄭潔，胡美君，郭延平.光質(zhì)對植物光合作用的調(diào)控及其機理[N].杭州：浙江大學(xué)園藝系，2008,19(7)：1619-1620劉玉成.干旱脅迫對作物生長發(fā)育的影響[J].遼寧：阜新，2017,9~10劉巽浩，韓湘玲.論提高光能利用率的途徑與種植改