備課素材：冬天植物光合速率低的原因及應(yīng)對措施 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

冬天植物光合速率低的原因及應(yīng)對措施先看兩道試題：1.下列說法正確的是（）A.

與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短B.

生長于較弱光照條件下的植物，當(dāng)提高CO2濃度時，其光合速率未隨之增加，主要限制因素是光反應(yīng)C.

延長光照時間能提高光合作用強度D.

植物體從土壤中吸收的水分主要用于光合作用答案：B解析：本題主要考查光合作用的影響因素，意在考查考生的識記能力。A.與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是氣溫低，酶的活性低，A錯誤；B.“在較弱的光照下”，說明光反應(yīng)提供的[H]和ATP較少，無法加快三碳化合物的還原，所以主要限制因子是光反應(yīng)，B正確；C.增強光照強度能提高光合作用強度，延長光照時間不能提高光合作用強度，C錯誤；D.植物體從土壤中吸收的水分主要用于蒸騰作用，D錯誤。故選B。2.下列有關(guān)葉綠體及光合作用的敘述正確的是A.破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生B.植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變C.與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短D.離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后可完成碳反應(yīng)答案：D解析：本題考查光合作用相關(guān)知識，意在考查考生能運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力。氧氣產(chǎn)生場所是類囊體膜，A錯誤。色素的合成受葉片年齡、光照等條件影響，B錯誤。與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照強度低，C錯誤。離體的葉綠體基質(zhì)含有與暗反應(yīng)相關(guān)的酶，添加ATP、[H]和CO2后，可進(jìn)行暗反應(yīng)，D正確。這兩道試題都考了冬季光合速率低的原因。那么，冬季光合速率低的原因有哪些？生產(chǎn)實踐中有哪些應(yīng)對措施？冬天植物光合速率低的原因主要有：溫度低：冬季氣溫較低，光合作用所需的酶活性會降低。酶的活性與溫度密切相關(guān)，低溫會導(dǎo)致酶的活性下降，從而影響光合作用的進(jìn)行。此外，低溫還會減緩植物的代謝過程，包括光合作用在內(nèi)的各種生理活動都會受到影響。光照強度減弱：冬季日照時間短，光照強度減弱，植物光合作用所需的光能減少，導(dǎo)致光合速率降低。光照不足會影響光合色素的合成，限制光合碳同化，不利于植物生長及同化產(chǎn)物的積累。日照時間縮短：冬季由于地球傾斜的角度，太陽在天空中的位置較低，導(dǎo)致日照時間明顯減少。這使得地面接收到的太陽輻射量減少，從而降低了光照強度。太陽角度降低：冬季太陽光線與地面的夾角較小，這意味著太陽光需要穿過更多的大氣層才能到達(dá)地面，導(dǎo)致光線被散射和吸收，進(jìn)一步減弱了光照強度。大棚內(nèi)二氧化碳濃度低：如果是大棚，棚內(nèi)的二氧化碳主要來自大氣、植物和土壤微生物的呼吸作用、有機肥料的分解三個方面，而光合作用消耗的二氧化碳也來源于此。冬季，二氧化碳不足已成為限制棚室蔬菜高產(chǎn)的重要限制因素。冬季，土壤微生物活動減弱，且因溫室大棚的封閉性特點，會對棚室內(nèi)外氣體交換產(chǎn)生一定的阻礙作用，造成棚內(nèi)二氧化碳濃度波動較大。冬季風(fēng)口拉放小，且通風(fēng)時間短，補充進(jìn)的二氧化碳有限，直至下午16時左右放下保溫被，光合作用逐漸停止，棚內(nèi)二氧化碳濃度一直維持在低于棚外二氧化碳濃度的水平，呈虧缺狀態(tài)。蒸騰作用減弱：冬季氣溫低，植物蒸騰作用減弱，吸收的水分和礦物質(zhì)減少，進(jìn)而影響光合作用所需的原料供應(yīng)。低溫條件下，植物為了保持水分，會調(diào)低氣孔導(dǎo)度，這也會阻礙二氧化碳的進(jìn)入，進(jìn)一步降低光合速率。葉片脫落：許多植物在冬季會落葉以減少水分和養(yǎng)分的損耗，這樣就無法進(jìn)行光合作用。即使不落葉，低溫也會使植物代謝過程大大減弱，包括光合作用在內(nèi)的各種生理活動都會受到影響。其他環(huán)境因素：冬季可能會出現(xiàn)降雪、鹽度增加等情況，這些都會對植物光合作用產(chǎn)生不利影響。例如，降雪鹽度會降低松樹的光合作用速率，而土壤鹽度通過滲透壓應(yīng)激抑制樹木生理。云層和大氣霧霾：冬季天氣通常較為寒冷，常常伴隨著更多的云層和霧霾，這些因素都會散射和吸收部分太陽光，使得到達(dá)地面的光照強度降低。如何應(yīng)對？控制好溫度：一般來說，30℃是大多數(shù)茄果類蔬菜和瓜類蔬菜最適宜生長的溫度上限，而在此基礎(chǔ)上再提高2-3℃，使棚溫達(dá)到32-33℃首先，棚室內(nèi)的溫度計多掛在植株上部，白天不同部位的空氣溫度與所處高度基本成正相關(guān)，特別是植株繁茂與較高時，由于枝葉的遮蔭作用，由生長點向地面測量，其溫度下降梯度十分明顯。一般地面溫度可比生長點處的溫度低3-7℃，若作物生長點處的溫度在34℃左右，那么作物主體枝葉處的溫度恰在27-30℃之間，處于光合作用的最適宜溫度范圍內(nèi)。其次，棚室栽培，覆蓋地膜，土壤水分供應(yīng)充足，從而加速了作物葉片的蒸騰作用，降低了葉片溫度，其葉片溫度，一般比空氣溫度低3-5℃，即使空氣溫度明顯高于光合適溫2-4℃時，其葉片溫度仍處在光合作用的適宜溫度范圍之內(nèi)。再次，提高棚內(nèi)氣溫，利于地溫的提高。若地溫偏低不但不利于作物根系的生長發(fā)育，導(dǎo)致生根量少，根系吸收能力差，生理活性低，而且還會引起多種生理性病害的發(fā)生，甚至于爛根、死根，引起作物死亡。一般來說，白天土壤5厘米深處溫度可比棚內(nèi)氣溫低5-7℃，夜間土壤5厘米深處的地溫要比氣溫高3-5℃。據(jù)此可知，一天之中有多半時間棚內(nèi)地溫低于20℃，比瓜類、果菜類作物根系生長發(fā)育適宜的土壤溫度23-25℃低3-5℃。而提高棚內(nèi)氣溫，可顯著提高地溫，較高的地溫，能促進(jìn)根系發(fā)育、增加生根量、提高根系活性、促進(jìn)根系對水分和營養(yǎng)元素的吸收、轉(zhuǎn)化和利用。從而達(dá)到促進(jìn)作物地上部分的生長發(fā)育、提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)的目的。所以，冬季棚溫應(yīng)調(diào)控到適宜作物生長的上限再加2-3℃。補充二氧化碳：一是增施有機肥或有機物料。底肥中增施有機肥，如糞肥、稻殼糞、商品有機肥等，或者在蔬菜生長期間注重補充有機質(zhì)含量高的有機水溶肥或功能型肥料，配合增施微生物菌劑，可促進(jìn)有機質(zhì)分解，以釋放出更多的二氧化碳。同時，增施有機肥還具有疏松土壤，改善土壤結(jié)構(gòu)，培肥地力的作用，是提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的有效措施。除了有機肥，將碎秸稈或稻殼等有機物鋪設(shè)在操作行，換茬后翻入土壤，其腐熟過程中也可釋放二氧化碳。有機肥及有機物料來源廣，成本投入相對低，而且使用方便，效果明顯，好處多多。二是懸掛二氧化碳?xì)夥蚀?。二氧化碳?xì)夥蚀梢猿掷m(xù)、緩慢釋放二氧化碳，提高棚內(nèi)二氧化碳濃度，特別是在蔬菜開花坐果期，懸掛二氧化碳?xì)夥蚀罂商岣咦剩龠M(jìn)果實生長，增加產(chǎn)量。為促進(jìn)二氧化碳?xì)夥蚀浞职l(fā)揮效果，二氧化碳?xì)夥蚀鼞覓旄叨葢?yīng)在距地面1.5-1.8米，這樣二氧化碳從氣肥袋內(nèi)散發(fā)出來后，有了與空氣充分均勻混合的時間和距離，才能更有效地提高二氧化碳利用率。當(dāng)然，懸掛高度還應(yīng)根據(jù)植株長勢高低來定，像黃瓜、茄子等長得較高的作物，懸掛時應(yīng)適當(dāng)增加高度。防病先降濕：高濕是多種病害發(fā)生的關(guān)鍵條件，而冬季陰雨雪天氣多、扣棚時間長，棚內(nèi)極易形成高濕的環(huán)境，為多種病害的發(fā)生發(fā)展創(chuàng)造有利條件，因而冬季棚菜防病要先降濕。1、控制澆水。深冬期，為了減低棚內(nèi)的濕度，要盡量減少澆水次數(shù)，但這里所說的減少澆水次數(shù)并不是不澆水，有的菜農(nóng)100天都不澆水的做法是錯誤的，起碼要保證能夠滿足作物生長需要。減少澆水量，以此來防止生長期過頻的澆水降低地溫、增加空氣濕度。生長期如需澆水，應(yīng)澆小水，切忌大水漫灌。2、覆蓋無滴膜。棚室由于內(nèi)外溫度的差異，棚膜結(jié)露是不可避免的。普通塑料薄膜表面結(jié)露分布均勻面廣，因而滴水面大，增加空氣濕度嚴(yán)重。采用無滴膜后，表面雖然結(jié)露，但水珠沿膜面流下，滴水面小，增加空氣濕度不嚴(yán)重。3、壟作覆蓋地膜。壟作覆蓋地膜可保持土壤水分，減少蒸發(fā)，降低空氣濕度。灌溉時用膜下灌水法可降低空氣濕度。4、合理密植。棚室內(nèi)定植密度切勿過密，以利于通風(fēng)透氣，