【正文】 一天 24h中是光暗交替的，即光期長度和暗期長度互補(bǔ)。 因此在研究植物光照階段的發(fā)育速度時(shí)，有人提出暗長積量的概念，即將光照階段內(nèi)每日暗期時(shí)間之和稱為暗長積量，認(rèn)為滿足所需的暗長積量，作物才能完成光照階段。而短日性植物需要連續(xù)的黑暗（晝短夜長），這是因?yàn)槎倘招灾参锏那o生長點(diǎn)只有在黑暗條件下才能進(jìn)行必要的階段質(zhì)變。 而在高緯度地區(qū)則正好相反。39。N 9小時(shí) 20分 4小時(shí) 52分北 京 3939。短日性植物要求較低的 Pfr/Pr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 Pr增多。 例如 水稻 。 四、光周期學(xué)說在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 （ 5）同一地區(qū)早中稻作晚稻種植時(shí)，提早成熟，而晚稻早播時(shí)，延遲成熟。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。 167。光能光能葉綠體葉綠體 重要性： 研究光強(qiáng)對光合作用的影響以及光強(qiáng)與光合作用的關(guān)系，對建立作物數(shù)值模擬模式尤為重要，同時(shí)，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(chǔ)。C4植物403080小圖 這個(gè)光強(qiáng)的臨界點(diǎn)稱為光飽和點(diǎn)。而長期處于光補(bǔ)償點(diǎn)以下時(shí)，植物的干物質(zhì)積累小于支出時(shí)，植物便會因饑餓而生長不良甚至死亡。 因此 a、 b值可通過試驗(yàn)獲得的資料，繪制成 PI圖，用上述的生物學(xué)意義來確定。 式中， P、 a、 b、 I0、 k、 F的含義同前， r為單位葉面積的呼吸作用強(qiáng)度。 光 — 光合作用之間的這種雙曲線關(guān)系，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用。 ● 總體上說， 光強(qiáng)不足光合積累少，會導(dǎo)致產(chǎn)量降低。圖 太陽輻照度分布曲線 短紫外線（ 10～ 290nm） 對植物具有殺傷作用，但大部分被臭氧層吸收，一般達(dá)不到地面。radiation光合有效輻射 (PAR)的氣候?qū)W研究 [J]氣象學(xué)報(bào) 太陽能學(xué)報(bào) 太陽能學(xué)報(bào) 四、紅外線對植物的影響 （ 1）近紅外輻射（ 760～ 1000nm） ● 主要對植物具有特殊的伸長效應(yīng)； ● 有光周期反應(yīng)。 （ 1）太陽輻射能利用率 它是投射到作物表層的太陽輻射能被植物轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的比率。 如果考慮植物呼吸消耗的能量，則有：式中， R總 為植物所消耗的呼吸能量。+ ● 每個(gè)光量子具有的能量（ E， 焦耳） E=hν=h * c/λc/λ式中 Em為愛因斯坦能量（焦耳 10個(gè)愛因斯坦能量。 據(jù)估算，在 500卡 /厘米 2的光照條件下，水稻及小麥由于光飽和損失的光能高達(dá) 36%，玉米亦達(dá)到 12%。 ● CO2濃度也影響光合作用，據(jù)測定，CO2濃度從 300ppm增加到 1000ppm時(shí)，光合作用速率提高近一倍。 （圖 ）葉面積系 數(shù)65 上茬小麥43 中茬套種玉米21 下茬麥 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圖 作物三茬套種葉面積動態(tài) 另外，溫室、大棚、地膜等農(nóng)業(yè)設(shè)施的利用及育苗移栽等農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)措施的應(yīng)用也是延長作物生長季節(jié)，充分地利用季節(jié)與光能，提高光能利用率的重要途徑。 作物的立體種植是近年來發(fā)展并已廣為推行的種植方式，也是充分利用光能的有效措施。 減少呼吸等消耗，增加凈光合生產(chǎn)率 （ 1）出發(fā)點(diǎn) 據(jù)測定，光呼吸性作物的光呼吸放出的CO2比暗呼吸要大三到四倍，占光合作用同化CO2量的三分之一以上。 有關(guān)計(jì)算公式及常數(shù)值 ● 太陽總輻射 Q： 3～ 5月 Q = Q0（ + ） 6～ 8月 Q = Q0（ + ） 9～ 11月 Q = Q0（ + ） ● 單位質(zhì)量碳水化合物所含的熱量 H： H = KJ/g。實(shí)習(xí) 1：作物光能利用率計(jì)算及分析光飽和現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是在光合作用的過程中，光、暗反應(yīng)速度不協(xié)調(diào)，暗反應(yīng)的速度過慢，不能充分地利用光反應(yīng)所吸收的光能，從而造成光能的損失。 培育高光效品種，提高作物光飽和點(diǎn) 因此，上層葉片為斜立型、中層葉片為平鋪型的群體，可使光在群體中處于最佳分布狀態(tài)，充分合理地利用光能。 外因 則是通過農(nóng)業(yè)技術(shù)措施來改善農(nóng)田微氣象條件。 ● 溫度過高，呼吸急劇增加，光合作用強(qiáng)度下降；溫度過高還會導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，使光合作用強(qiáng)度降低。 限制光能利用率的因素 （ 1）光的漏射、反射和透射損失 ● 生長初期，葉面積指數(shù)低，漏射多； ● 中后期，葉面積指數(shù)大，反射增加，可達(dá) 5～ 25%，且平鋪葉片比直立葉片更多；葉片薄，透射多，一般要透射 4～ 7%； ● 因此，葉面積指數(shù)過大過小均不利于光能吸收，存在一個(gè)最適葉面積指數(shù)問題。光合產(chǎn)物以碳水化合物計(jì)，每克碳水化合物所含的能量，因不同作物而異，一般可采用 17782焦耳，所以一個(gè)克分子碳水化合物(CH2O)所含的能量等于 1778230焦耳。Em=Nhν=Nh 釋放 1克分子的 O2 光合作用的能量轉(zhuǎn)換效率 ● 定義 光合作用的能量轉(zhuǎn)換效率是指光合作用中光量子的能量轉(zhuǎn)換效率。 （ 2）光能利用率 167。 （ 3）紅橙光（ 610～ 760nm） ● 葉片吸收最多； ● 光合作用活性最強(qiáng)； ● 光合作用效率最高； ● 加快 光周期過程 — 植物開花過程。秦伯強(qiáng) .稅亞欣 .[1] 光合有效輻射（ photosynthetically ● 影響到達(dá)地球表面的太陽輻射各種光譜比例的因素主要有：緯度、海拔、季節(jié)和氣象條件。 ● 太陽輻射主要包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、 X射線、 γ 射線和宇宙射線等幾個(gè)波譜范圍。 ● 黃化現(xiàn)象，即光強(qiáng)過弱，導(dǎo)致植物莖桿細(xì)弱，節(jié)間拉長，植物體內(nèi)機(jī)械組織和疏導(dǎo)組織退化，葉片呈淡黃色，分枝減少。 上式中， r可以通過實(shí)測確定， a、 b則由葉片光合特性所決定，主要是 F與 k能夠有一個(gè)合適的比例關(guān)系。 ● 由于云的變化、葉片的相互遮擋和風(fēng)引起的葉片擺動，均會造成 同一植株上不同葉片甚至是同一葉片上不同部位的 光強(qiáng)不同，光質(zhì)也不同，從而導(dǎo)致其 光合作用強(qiáng)度不同。 常數(shù) a、 b的生物學(xué)意義 ● 當(dāng) I→∞ ， P→b/a ； 顯然 b/a為光合作用強(qiáng)度的極限值，也就是說 ， b/a是光飽和點(diǎn)時(shí)的光合作用強(qiáng)度。 當(dāng)光強(qiáng)在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物可以積累有機(jī)物質(zhì)。 光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn) (1) 光飽和點(diǎn) 在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光強(qiáng)的增強(qiáng)而增強(qiáng)。40（（ CH2O）） +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，可提早開花。 ● 利用作物長、短日照特性，可以促進(jìn)人們所需要的營養(yǎng)器官的發(fā)育而提高產(chǎn)量。如早稻和晚稻雜交育種時(shí)，可在晚稻秧苗 4～ 7葉期進(jìn)行遮光處理，促使其提早開花以便和早稻進(jìn)行雜交授粉，培育新品種。 （ 3）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。 出穗促進(jìn)率大，則表示短日促進(jìn)出穗的作用大，稱為感光性強(qiáng)，反之稱為感光性弱。 植物的感光性 —— 以水稻為例 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(shí)的影響程度。 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(shí)存在，即： 紅光吸收型 Pr（ 最大吸收波長 660nm） 遠(yuǎn)紅光吸收型 Pfr（ 最大吸收波長 730nm） Pr與 Pfr在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化如圖： 660nm→ 黑暗 → Pr —–——— Pfr ———— Pr ←730 nm 由圖可知： 在光照條件下，植物體內(nèi)形成的光敏色素主要是 Pfr， 當(dāng)轉(zhuǎn)移到黑暗中后， Pfr緩慢地轉(zhuǎn)變?yōu)?Pr， Pfr → Pr 的暗轉(zhuǎn)化約需8～ 10小時(shí)，所以，在暗期中用閃光干擾，這種轉(zhuǎn)化不能完成。N 9小時(shí) 14分 5小時(shí) 44分哈爾濱 4539。以下？ 18以上時(shí)間幾乎比前者多達(dá)一倍（表 ），而 30186。 李森科提出植物發(fā)育要經(jīng)過兩個(gè)階段即春化階段和光照階段。 短日性植物需要一定時(shí)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。不同種類的植物通過光周期誘導(dǎo)的天數(shù)不同。對不同日長的幾種開花反應(yīng) 是指當(dāng)晝夜長短的比例接近于相等時(shí)才能開花的植物。由此他們得出結(jié)論，短日照是這種煙草開花的關(guān)鍵條件。1919年，美國園藝學(xué)家加納和阿拉德（ Garner自然界一晝夜間的光暗交替稱為光周期（ photoperiod）。 是指一地每天從日出到日落之間的日照時(shí)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。 在實(shí)際應(yīng)用中，禾谷類作物 K值較穩(wěn)定，因而使用平均值代替。 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 10%，而正午時(shí)透光率可達(dá)到41%。020406080100 （ 4）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。 ● 透射：進(jìn)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。表 輻射波段及其對植物生命活動的重要性輻 射波 段 光 譜 區(qū)占太陽輻 射能（ %）對 植物生命的效 應(yīng)熱 效 應(yīng) 光合效 應(yīng) 形 態(tài)效 應(yīng)紫外 線光合有效 輻射近 紅 外 輻 射長 波 輻 射290～ 380380～ 710710～ 40003000～ 100000～ 421～