[光合作用与作物产量]色素吸收光谱
时间：2020-02-23 07:25:13 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
光能利用率是指植物光合产物中所贮存的能量占照射到地面上日光能量的百分率。一般是以单位土地面积在单位时间内所接受的太阳辐射能，除以同时间内该土地面积上植物增加干重所折合成的热量。我国幅员辽阔，各地辐射资源不大一样。大体上自兰州以西部分年辐射量较强，在627.9kJ/cm�2（辐射能以地面每平方厘米上每分钟所受到的太阳垂直平面照射的能量计算）以上，这是由于空气干燥、云量少造成的。我国东半部辐射量较少，约在627.9kJ/cm�2以下，其中华北平原和内蒙古自治区较高，在585.2kJ/cm��2�以下；长江中下游和华南广大地区年辐射量约为502.32kJ/cm��2�。四川、贵州高原潮湿多雾、多雨，年辐射量为376.74kj/cm�2左右。�
一、光合作用与作物产量的关系�
光合作用为农作物产量的形成提供了主要的物质基础，但作物躯体各部分的经济价值是不同的，例如种植稻、麦、油菜和大豆等主要是为了收获子粒；种马铃薯、甘薯、甜菜等主要为了收获块茎、块根等。为此，在收获中经济价值较高部分称为经济产量，而作物的总重量就是生物产量，经济产量与生物产量的比值称为经济系数。各种作物的经济系数差异较大，一般禾谷类作物经济系数为0.3～0.4，水稻为0.5左右，棉花按子棉计算可达0.35～0.4，大豆为0.2，薯类为0.7～0.85，叶菜类接近于1。当然，各种作物不同器官含水量大不相同，例如稻谷含水量只有15%左右，而甘薯含水量则达80%。为了更精确地比较也有用干重来表示的。�
一般来说，经济系数是品种比较稳定的一个性状，但栽培条件与管理措施也有很大影响。例如，合理密植、适当肥水措施和管理措施（如合理修剪、整枝、药剂处理等）都可促进同化产物向经济器官输送，抑制营养器官生长，增加经济器官重量。相反，如栽培或管理不当，植株生长瘦弱或旺长，即使品种再好也会减产。�
生物产量是作物一生中的全部光合产量减去所消耗的有机物（主要是呼吸消耗）。而光合产量又是由光合面积（即叶面积）、光合强度和光合时间三因素所组成，即：生物产量=光合面积×光合强度×光合时间-光合产物。�
二、提高光能利用率的途径�
（一）延长光合时间�
光合时间由作物生育期和日照时间长短决定。延长作物光合时间可明显提高经济产量。延长光合时间的措施有：�
1.提高复种指数 复种指数是全年内农作物收获面积与耕地面积之比。可以采取间作、套种、巧妙搭配作物以达到此目的。�
2.延长光合期 作物生长前期应促进其早生快发，后期应使功能叶保持较长的光合时间，防止叶片早衰。�
（二）增加光合面积�
1.合理密植�
光合面积通常用叶面积系数(leaf area index)表示，它是指作物面积和土地面积的比值。叶面积系数（又称叶面积指数）的大小取决于植株的密度、个体生长发育进程和时期以及栽培条件等，不同作物或作物不同生育期的最适叶面积系数不同。合理密植的主要原则在于处理好个体与群体之间的关系，使群体在各个生育时期具有较理想的叶面积系数，最充分地利用光能和地力。�
2.选育理想株型品种�
在密植条件下，株型与群体光能利用率有极大关系，如果叶面积系数相同而株型不同，其光能利用率也会有很大差异。以稻、麦为例，在肥、水条件充足的条件下，高产株型的特征应该是：矮秆、分蘖力中等、叶着生角度小、较直立、叶片短小而厚密、子粒/稿秆比值较高。凡具有以上特征，群体内光能分布较均匀，光能利用充分，经济产量则较高。�
（三）改善光合作用条件�
光、温、水、肥和二氧化碳等因素，都能影响群体的光合作用。其中，合理排灌和施肥，能有效地促进和控制群体结构发展，因而可提高群体光能利用率。在有条件的地方，补充人工光照、增加二氧化碳浓度，也是改善光合条件的一种手段，但大田应用还有困难。�
相关演练�
1.现在园艺师们往往将李子、杏等果树的树形，修整成主干突出，侧枝层次分明，呈螺旋状均匀着生在主干上的主干形。“有空就有枝，有枝就有果”，是对该树形的最佳描述。由此我们可以想到该树形丰产的主要原因是�（ ）��
A.提高了对光的利用效率�
B.提高了对CO��2�的利用效率�
C.增强了果树的抗病能力�
D.增强了果树的呼吸作用�
2.如图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率（单位时间、单位叶面积吸收CO��2�的量）的变化曲线，下列叙述错误的是�（ ）��
A.在9:30~11:00之间，花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓�
B.在11:00~12:30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多�
C.在17:00时，玉米和花生的单位叶面积释放O��2�速率相同�
D.在18:30时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应�
3.有人研究了N元素的供给量与小麦的光合作用强度和产量的关系并绘制了如下曲线，请对曲线仔细分析后，回答下列问题：�
（1）N元素的供给量与小麦产量之间的关系是。�
（2）N元素能够促进光合作用的原因是。�
（3）氮是植物从土壤中大量吸收的一种元素，下图中能正确表示小麦吸收矿质元素N与呼吸作用强度关系的是�（ ）��
（4）小麦产量最高时所需N元素的供给量低于光合作用最强时的供给量，原因是。�
（5）除了N元素的供给量以外，光强度、二氧化碳浓度、温度等也是影响作物产量的重要因素。下列措施中能够直接提高作物光合作用效率的有�（ ）�（多选）�
A.间作（套种） �
B.合理密植�
C.提高二氧化碳浓度 �
D.轮作 �
E.控制光强 �
F.合理灌溉�
参考答案�
1.A 提示：侧枝层次分明，呈螺旋状均匀着生长在主干上，避免了相互遮挡阳光，提高了对光的利用效率。�
2.B 提示：A项，9:30~11:00光照强度增强，光反应提供的ATP和［H］增多，但净光合速率降低，说明暗反应跟不上光反应，反应缓慢；B项，有机物的积累量可代表净光合速率，从图知花生的净光合速率即有机物的积累量比玉米少；C项，从图知，�17:00�时净光合速率相同，氧气释放量代表净光合速率，即氧气释放量相同；D项，18:30时，玉米净光合速率为零，说明光合作用速率等于呼吸作用速率，仍进行光合作用，即有光反应和暗反应。�
3.（1）在一定的N元素供给量的范围内，小麦产量随着N元素供给量的增加而升高，但达到一定量后，再增加N元素的供给量，小麦产量反而下降�
（2）N是叶绿素、光合作用各种酶和ATP的组成成分�
（3）C�
（4）氮元素供给过量时，植物营养生长过旺，容易造成倒伏而减产�
（5）C、E
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