【正文】 的感光性 在滿足水稻生長(zhǎng)發(fā)育所要求的溫度條件 前提下 ， 在短日照條件下可使生育期縮短 、 在長(zhǎng)日照條件下可使生育期延長(zhǎng)的特性 。 N 9小時(shí) 14分 5小時(shí) 44分 哈爾濱 45 186。 在低緯度地區(qū)，一日里太陽(yáng)高度在 30186。所以，有臨界日長(zhǎng)就會(huì)有相應(yīng)的臨界暗期（ critical dark period），那么，是光期還是暗期起決定作用？許多試驗(yàn)表明，暗期有更重要的作用。 如水稻 、 玉米 、 棉花 等原產(chǎn)于低緯度地區(qū)的作物 。 也稱為光長(zhǎng) ， 它和日照長(zhǎng)度 不同 ， 它包括日照長(zhǎng)度和曙暮光時(shí)段 。他們假定： 葉層是由葉片等植物器官所組成的均一介質(zhì)， 并把比爾（ Beer） 定律引入到群體中光強(qiáng)垂直 分布的研究，提出了著名的門(mén)司 — 佐伯公式。 （ 3）影響葉片對(duì)光的反射、透射、吸收能力的因素 ● 太陽(yáng)光譜成分 表 綠葉對(duì)不同波段的平均反射、透射、吸收率 波段 光合有效輻射（ 380710nm） 近紅外輻射（ 7104000nm） 短波輻射 （ 3503000nm） 長(zhǎng)波輻射 （ 300010000nm） 反射率 透射率 吸收率 ● 植物種類 ● 葉齡、葉片的表面形態(tài)、顏色 ● 葉片的水分含量 ● 光的投射角度、天氣狀況 ● 季節(jié)、生育期 因此，葉片對(duì)太陽(yáng)輻射的 反射率 、 透射率 和吸收率存在著日變化、季節(jié)變化，不是一個(gè) 定值，有一定的變化范圍。 光周期學(xué)說(shuō)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，光 ― 光合 作用關(guān)系分析，光能利用狀況及提高途徑分析。 1 光的生物學(xué)意義與植物的光學(xué)特性 一、光的生物學(xué)意義 二、植物的光學(xué)特性 三、光在群體中的分布 一、光的生物學(xué)意義 太陽(yáng)輻射的重要性 ● 太陽(yáng)輻射是地球上生物有機(jī)體的主要 能量源泉； ● 太陽(yáng)輻射是大氣運(yùn)動(dòng)和產(chǎn)生各種天氣 氣候現(xiàn)象的主要能量源泉。 （ 1）同一種農(nóng)田的植被，對(duì)于不同波長(zhǎng)的 輻射，其反射、透射和吸收能力不同。 k值是一個(gè)無(wú)量綱數(shù)，它描述了葉片的 遮陰程度，當(dāng)上層葉面積大時(shí)， k值就大， 光強(qiáng)衰減就明顯。緯度愈高的地區(qū)，夏季晝愈長(zhǎng)，夜愈短；冬季晝愈短，夜愈長(zhǎng)；春分和秋分時(shí)，各緯度地區(qū)晝夜長(zhǎng)度相等，均為 12h。 如甘蔗等 。 ● 即使給予足夠長(zhǎng)的暗期 ， 如暗期中途 給以 “ 光中斷 ” ， 則暗期效果消失 ， 而光期 中途的 “ 暗中斷 ” 處理則無(wú)變化 。以上的時(shí)間內(nèi)，短波的百分比 較大（表 ）， 植物長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果，就形成 了需要短波的短日性植物。 00 39。 差值越大 ， 則表示該品種的感光性 越強(qiáng) ， 反之則表示該品種的感光性越弱 。 其它 ● 了解光照長(zhǎng)度對(duì)植物的影響 ， 對(duì)防御 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害也有作用 。 ● 光強(qiáng)與光合作用關(guān)系會(huì)因植物群體 的繁茂程度而有明顯差異 。 二、植物群體的光合產(chǎn)量 單葉光合作用與光強(qiáng)的關(guān)系 根據(jù)實(shí)測(cè)資料 ， 植物單葉的光合作用強(qiáng)度 隨著光強(qiáng)的變化呈直角雙曲線型 ， 其關(guān)系可用 下式表示： 式中 ， P為光合作用強(qiáng)度 （ mgCO2/） ， I為 光的強(qiáng)度 ， a、 b為常數(shù) 。 ● 實(shí)測(cè)結(jié)果 一般 ， 大田作物在封行后的最適葉面積 指數(shù)在 3～ 5之間 。 圖 太陽(yáng)輻照度分布曲線 大氣上界太陽(yáng)輻射的能量分布 ● 紫外線以下的波長(zhǎng)范圍內(nèi)， 7% 。 可見(jiàn)光各波段的作用 可見(jiàn)光 （ 400～ 760nm） ， 通常又可以分為 藍(lán)紫光 、 黃綠光和紅橙光三部分 。 （ 2） 光能利用率 光能利用率是投射到作物表層的光合有效 輻射能被植物轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的比率。 一個(gè)愛(ài)因斯坦的能量等于 156903—298100焦耳 (波長(zhǎng) 760—400nm)。 （ 5）生長(zhǎng)季內(nèi)外界環(huán)境條件的限制 溫度 、 水分 、 CO2濃度等均直接影響作物 的光合作用 ， 也就影響到光能利用率 。 緊湊型玉米之父 李登海 2023年 2月 20日，是 中國(guó)種業(yè)具有特殊意義的 一天，在人民大會(huì)堂舉行 的全國(guó)科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上， 李登海研究員主持選育的 緊湊型玉米新品種掖單 13號(hào)榮獲國(guó)家科技進(jìn)步 一等獎(jiǎng)，國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人親自為之頒獎(jiǎng)。 提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)，即谷草比 通過(guò)育種和先進(jìn)的栽培措施 ， 使作物的 經(jīng)濟(jì)系數(shù)提高 。 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(cè)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 。 （ 圖 ） 葉面積 系 數(shù) 6 5 上茬小麥 4 3 中茬套種玉米 2 1 下茬麥 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圖 作物三茬套種葉面積動(dòng)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(zhǎng)作物生長(zhǎng)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 。 ● 作物群體內(nèi)部光補(bǔ)償點(diǎn)過(guò)高 ， 也有部分 陽(yáng)光抵消了呼吸消耗 。 ● 每個(gè)光量子具有的能量 （ E， 焦耳 ） E=hν =h * c/λ 式中 ， h為普朗克常數(shù) ， h=*1034焦耳 167。 其光譜范圍比可見(jiàn)光廣泛一 些 。 167。當(dāng)然，這仍然是一個(gè)假定的公式。而長(zhǎng)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(huì)因 饑餓而生長(zhǎng)不良甚至死亡。 CO2 + H2O （ CH2O） + O2 光能 葉綠體 重要性： 研究光強(qiáng)對(duì)光合作用的影響以及光強(qiáng) 與光合作用的關(guān)系 ， 對(duì)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) 。 作物育種 雜交育種常因親本花期不一 ， 給育種 工作帶來(lái)困難 。 例如 水稻 。 54 39。 長(zhǎng)日性植物的發(fā)育需要長(zhǎng)波的光， 短日性植物的發(fā)育需要短波的光，這是 植物在長(zhǎng)期生活環(huán)境下自然選擇的結(jié)果。 （ 3）光周期誘導(dǎo)中光期與暗期的作用 自然條件下，一天 24h中是光暗交替的，即光期長(zhǎng)度和暗期長(zhǎng)度互補(bǔ)。 是指只有在光照長(zhǎng)度短于 一定臨界值時(shí)開(kāi)花的植物 。 ● 光照長(zhǎng)度 。 光在群體中垂直分布規(guī)律的數(shù)學(xué)描述 門(mén)司正三和佐伯敏郎（日本）， 1953年從 實(shí)際觀測(cè)（大田切片法）和理論推算兩個(gè)方面 建立了光強(qiáng)對(duì)葉面積的依賴關(guān)系。 ● 反射率 R、 透射率 T和吸收率 A之間關(guān)系： R + T + A = 1 （ 2）綠色葉片的能量平衡 ； 環(huán)境散熱； ，可使 623— 640克的水分燕騰，并在光合作用中形成約 1克物質(zhì) 。 5 光能利用率及其提高途徑 實(shí)習(xí) 1：作物光能利用率的計(jì)算及分析 本章重點(diǎn)與難點(diǎn) 本章重點(diǎn)： 光合有效輻射、光周期現(xiàn)象、感光性、光飽 和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn)、光能利用率等基本概念。 光的生物學(xué)意義 太陽(yáng)輻射對(duì)植物的作用： ● 光合效應(yīng) ● 熱效應(yīng) ● 光的形態(tài)效應(yīng) 光還在相當(dāng)程度上影響植物的地理分布。 （ 2）同一種波長(zhǎng)的輻射，不同作物、同一 作物不同的生長(zhǎng)發(fā)育狀況（包括品種、密度、葉齡、葉形、葉片的顏色和含水量等等），其反射、透射和吸收能力不同。 注意： 實(shí)際上，大田內(nèi)部的情況十分復(fù)雜，影響 k值的因素非常多，包括葉片大小、厚薄、表面 光滑度、葉綠素含量以及葉片含水量等影響葉片 反射、透射和吸收的因素；入射光的方向和光譜 成分；葉片角度及群體的結(jié)構(gòu)；季節(jié)、天氣以及 時(shí)間等。自然界一晝夜間的光暗交替稱為光周期（ photoperiod）。 （ 4） 中間型植物 。 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(zhǎng)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(zhǎng)積量 ， 認(rèn)為滿足 所需的暗長(zhǎng)積量 ， 作物才能完成光照階段 。 而在高緯度地區(qū)則正好相反。 N 9小時(shí) 32分 9小時(shí) 19分 表 不同高度太陽(yáng)光譜各波段輻射占總輻射比例 輻 射 種 類 波 長(zhǎng) ( nm ) 太陽(yáng)距地平面高度（度） 占總輻射的比例（ %） 紫外線 295400 可見(jiàn)光 400760 紅外線 760 光敏色素學(xué)說(shuō)（ Hendrichs和 Borthwith） 認(rèn)為高等植物對(duì)光照長(zhǎng)度的反應(yīng)決定于 植物的 光敏色素系統(tǒng) 。 丁穎等的水稻地理分期播種試驗(yàn) 試驗(yàn)設(shè) 8個(gè)點(diǎn) 、 158個(gè)品種 、 15個(gè)播期 ， 用 溫度相近但光長(zhǎng)相差較大兩地同一品種在同一 播期下的出穗天數(shù)之差與光長(zhǎng)較長(zhǎng)之地出穗天 數(shù)之比的百分?jǐn)?shù)作為出穗促進(jìn)率 。 主要是躲 。 ● 不同的植物光 — 光合作用曲線不盡 相同 。 1bIPaI?? 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(shuō) ， b/a是光飽和點(diǎn)時(shí) 的光合作用強(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。 ● 可見(jiàn)光的范圍內(nèi)， 47% 。 （ 1） 藍(lán)紫光 （ 400～ 510nm） ● 葉片吸收較多； ● 光合作用活性較強(qiáng)； ● 光合作用效率只及紅橙光的一半； ● 大多數(shù)情況下延遲植物的開(kāi)花 。 一般是用一定時(shí)間內(nèi)一定土地面積上作物 增加的干重所折合的熱量與同一時(shí)間內(nèi)投射到 同一面積上的光合有效輻射量的比值來(lái)表示。整個(gè)可見(jiàn)光范圍（ 400—760nm）平均，其能量相當(dāng)于 575nm的單色光，等于 207304焦耳。 ● 溫度過(guò)高 ， 呼吸急劇增加 ， 光合作用 強(qiáng)度下降；溫度過(guò)高還會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉 ， 使 光合作用強(qiáng)度降低 。 這是因?yàn)椋? 的葉面積； ，漏射光較多， 消光系數(shù)小，可使群體中下部的光照充足。 如水稻矮稈品種的經(jīng)濟(jì)系數(shù)就從原來(lái)的 。 因此在培育作物品種時(shí) ， 要增加暗反應(yīng) 速度 ， 提高光飽和點(diǎn)和光能利用率 。 充分利用生長(zhǎng)季節(jié)，增加作物生長(zhǎng)期 采取間作套種和復(fù)種 ， 合理安排茬口 ， 可充分利用地力 、 時(shí)間和空間 ， 使田間始終 擁有旺盛的植物群體 ， 各種作物此起彼伏 、 交替興衰 ， 高矮桿 、 寬窄行相間 ， 葉面積 指數(shù)始終保持著